一种丝驱动蛇形臂机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种丝驱动蛇形臂机器人，包括近端构节、远端构节、驱动丝和弹簧装置，其中近端构节包括具有第一转动副和第二转动副的近端关节，两转动轴线在统一平面上；远端构节包括具有第三转动副和第四转动副的远端关节，两转动轴线在统一平面上，通过驱动装置控制各个驱动丝的伸长或缩短，从而控制丝驱动蛇形臂机器人的弯曲。丝驱动蛇形臂机器人的各个关节上开设有沿轴心布置的中心通孔，用以容纳检测工具。本发明专利技术结构简单，易于控制，可在环境复杂、狭窄的条件下进行检测作业。狭窄的条件下进行检测作业。狭窄的条件下进行检测作业。

【技术实现步骤摘要】
一种丝驱动蛇形臂机器人


[0001]本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种丝驱动蛇形臂机器人。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，机器人在各个领域都得到了广泛的应用，蛇形臂机器人由于其具有稳定性好、灵活度高、环境适应性强等优点，蛇形臂机器人可以应用在飞机的检修、探测领域内，更是得到了人们的重视。现有的蛇形臂机器人，因为超冗余自由度和串并联的结构设计，使得实用条件下蛇形机器人需要大量的驱动电机，像哈尔滨工业大学研制的蛇形臂、新松机器人公司及英OC
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robotics公司生产的蛇形臂驱动电机均超过20个，控制复杂，同时由于结构复杂，没有足够空间设置中空通道，供检测工具穿过。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种丝驱动蛇形臂机器人，它结构简单，易于控制，能搭载检测工具。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种丝驱动蛇形臂机器人，包括近端构节、远端构节、驱动丝、弹簧装置；近端构节，包括近端关节；所述近端关节包括近端基座盘、近端连杆和近端末端盘，所述近端基座盘与近端连杆连接形成第一转动副，所述近端末端盘与所述近端连杆形成第二转动副；远端构节，与近端构节固定连接；所述远端构节包括远端关节，所述远端关节包括远端基座盘、远端连杆和远端末端盘，所述远端基座盘与远端连杆连接形成第三转动副；所述远端末端盘与所述远端连杆连接形成第四转动副；驱动丝，包括驱动第二转动副转动的第一驱动丝、驱动第一转动副转动的第二驱动丝、同时驱动第二转动副和第三转动副转动的第三驱动丝、以及同时驱动第一转动副和第四转动副转动的第四驱动丝；以及驱动装置，所述驱动装置分别与各个驱动丝连接，用于控制各个驱动丝伸长或缩短；所述丝驱动蛇形臂机器人的各个关节上开设有沿轴心布置的中心通孔，所述弹簧装置设置在所述中心通孔。
[0005]进一步地，所述近端基座盘包括近端基座盘本体、以及从所述近端基座盘本体一端面向外侧凸起的第一凸起部，所述第一凸起部上设有朝向所述近端基座本体的第一凹陷部；所述近端连杆包括近端连杆本体、从所述近端连杆本体向前后两侧凸起的第一短柱，从所述近端连杆本体(121)向左右两侧凸起的第二短柱，所述第一短柱、第二短柱上均有圆孔；所述近端末端盘(13)包括近端末端盘本体、以及从所述近端末端盘本体一端面向外侧凸起的第二凸起部，所述第二凸起部上设有朝向所述近端末端盘本体的第二凹陷部；
所述第一凹陷部与所述第一短柱连接形成第一转动副，所述第二凹陷部与第二短柱连接形成第二转动副。
[0006]进一步地，所述远端基座盘包括远端基座盘本体、以及从所述远端基座盘本体一端面向外侧凸起的第三凸起部，所述第三凸起部上设有朝向所述远端基座本体的第三凹陷部；所述远端连杆包括远端连杆本体、从所述远端连杆本体四周向前后两侧凸起的第三短柱，从所述远端连杆本体向左右两侧凸起的第四短柱，所述第三短柱、第四短柱上均有圆孔；所述远端末端盘(23)包括远端末端盘本体、以及从所述远端末端盘本体一端面向外侧凸起的第四凸起部，所述第四凸起部上设有朝向所述远端末端盘本体的第四凹陷部；所述第三短柱与所述第三凹陷部连接形成第三转动副；所述第四短柱与第四凹陷部连接形成第四转动副。
[0007]进一步地，所述近端构节包括至少两个近端关节，相邻的所述近端关节之间的近端末端盘和近端基座盘为一体成型；所述远端构节包括至少两个远端关节，相邻的所述远端关节之间的远端末端盘和远端基座盘为一体成型。
[0008]进一步地，所述第一驱动丝的一端与靠近远端构节的近端末端盘固定连接，另一端与驱动装置连接，并且所述第一丝依次穿过各个近端关节以及各个第一转动副；所述第二驱动丝的一端与靠近远端构节的近端末端盘固定连接，另一端与驱动装置连接，并且所述第二丝依次穿过各个近端关节以及各个第二转动副；所述第三驱动丝的一端与远离近端构节的远端末端盘固定连接，另一端与驱动装置连接，并且所述第三驱动丝依次穿过各个远端关节和各个近端关节以及各个第四转动副和各个第一转动副；所述第四驱动丝的一端与远离近端构节的远端末端盘固定连接，另一端与驱动装置连接，并且所述第四驱动丝依次穿过各个远端关节和各个近端关节以及各个第三转动副和第二转动副。
[0009]进一步地，所述第一凸起部上开设有容纳所述第一驱动丝和第三驱动丝穿过的第一槽，所述第二凸起部上开设有容纳第二驱动丝和第四驱动丝穿过的第二槽。
[0010]进一步地，所述第三凸起部上开设有容纳第四驱动丝穿过的第三槽，所述第四凸起部上开设有容纳第三驱动丝穿过的第四槽。
[0011]进一步地，所述第一转动副的转动轴线与第二转动副的转动轴线垂直；所述第三转动副的转动轴线与第四转动副的转动轴线垂直；所述第一转动副的转动轴线与第四转动副的转动轴线平行；所述第二转动副的转动轴线与第三转动副的转动轴线平行。
[0012]进一步地，所述第一转动副、第二转动副、第三转动副和第四转动副的数量分别为两个且沿所述蛇形臂机器人的轴向对称；所述第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝和第四驱动丝的数量也分别为两条。
[0013]进一步地，所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置，两条所述第一驱动丝连接且绕在第一驱动装置的驱动轮上；两条所述第二驱动丝连接且绕在第二驱动装置的驱动轮上；两条所述第三驱动丝连接且绕在第三驱动装置的驱动轮上；两条所述第四驱动丝连接且绕在第四驱动装置的驱动轮上。
[0014]本专利技术的有益效果在于：1本专利技术中，两条所述第一驱动丝连接且绕在第一驱动装置的驱动轮上；两条所述第二驱动丝连接且绕在第二驱动装置的驱动轮上；两条所述第三驱动丝连接且绕在第三驱动装置的驱动轮上；两条所述第四驱动丝连接且绕在第四驱动装置的驱动轮上，通过一个驱动装置即可控制一对驱动丝的缩短或伸长，进而控制蛇形臂机器人的弯曲，使该蛇形臂机器人便于控制。
[0015]2.本专利技术提供的一种丝驱动蛇形臂机器人，通过第一凹陷和第一短柱的配合、以及第二凹陷和第二短柱的配合，可以实现近端基座盘、近端连杆和近端末端盘之间的连接；通过第三凹陷和第三短柱的配合、以及第四凹陷和第四短柱的配合，可以实现远端基座盘、远端连杆和远端末端盘之间的连接；分别得到具有两个自由度的近端关节和远端关节，结构简单易于实现。
[0016]3.本专利技术各个关节上开设有沿轴心布置的中心通孔，具有中空通道结构，便于容纳检测工具。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例中丝驱动蛇形臂机器人的整体结构示意图。
[0018]图2为本专利技术实施例中单个近端关节的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术实施例中近端基座盘的结构示意图。
[0020]图4为本专利技术实施例中近端连杆的结构示意图。
[0021]图5为本专利技术实施例中近端末端盘的结构示意图。
[0022]图6为本专利技术实施例中单个远端关节的结构示意图。
[0023]图7为本专利技术实施例中远端基座盘的结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丝驱动蛇形臂机器人，其特征在于，包括近端构节(1)、远端构节(2)、驱动丝、弹簧装置（5）；近端构节(1)，包括近端关节(101)；所述近端关节(101)包括近端基座盘(11)、近端连杆(12)和近端末端盘(13)，所述近端基座盘(11)与近端连杆(12)连接形成第一转动副(14)，所述近端末端盘(13)与所述近端连杆(12)形成第二转动副(15)；远端构节(2)，与近端构节(1)固定连接；所述远端构节(2)包括远端关节(102)，所述远端关节(102)包括远端基座盘(21)、远端连杆(22)和远端末端盘(23)，所述远端基座盘(21)与远端连杆(22)连接形成第三转动副(24)；所述远端末端盘(23)与所述远端连杆(22)连接形成第四转动副(25)；驱动丝，包括驱动第二转动副(15)转动的第一驱动丝、驱动第一转动副(14)转动的第二驱动丝、同时驱动第二转动副(15)和第三转动副(24)转动的第三驱动丝、以及同时驱动第一转动副(14)和第四转动副(25)转动的第四驱动丝；以及驱动装置(3)，所述驱动装置(3)分别与各个驱动丝连接；所述丝驱动蛇形臂机器人的各个关节上开设有沿轴心布置的中心通孔（4），所述弹簧装置(5)设置在所述中心通孔(4)。2.根据权利要求1所述的一种丝驱动蛇形臂机器人，其特征在于，所述近端基座盘(11)包括近端基座盘本体(111)、以及从所述近端基座盘本体(111)一端面向外侧凸起的第一凸起部(112)，所述第一凸起部（112）上设有朝向所述近端基座本体（111）的第一凹陷部（113）；所述近端连杆(12)包括近端连杆本体(121)、从所述近端连杆本体(121)向前后两侧凸起的第一短柱(122)，从所述近端连杆本体(121)向左右两侧凸起的第二短柱(123)，所述第一短柱(122)、第二短柱（123）上均有圆孔；所述近端末端盘(13)包括近端末端盘本体(131)、以及从所述近端末端盘本体(131)一端面向外侧凸起的第二凸起部(132)，所述第二凸起部（132）上设有朝向所述近端末端盘本体（131）的第二凹陷部（133）；所述第一凹陷部(113)与所述第一短柱(123)连接形成第一转动副(14)，所述第二凹陷部(133)与第二短柱(122)连接形成第二转动副(15)。3.根据权利要求1所述的一种丝驱动蛇形臂机器人，其特征在于，所述远端基座盘(21)包括远端基座盘本体(211)、以及从所述远端基座盘本体(211)一端面向外侧凸起的第三凸起部(212)，所述第三凸起部（212）上设有朝向所述远端基座本体（211）的第三凹陷部（213）；所述远端连杆(22)包括远端连杆本体(221)、从所述远端连杆本体(221)向前后两侧凸起的第三短柱(222)，从所述远端连杆本体(221)向左右两侧凸起的第四短柱(223)，所述第三短柱(222)、第四短柱（223）上均有圆孔；所述远端末端盘(23)包括远端末端盘本体(231)、以及从所述远端末端盘本体(231)一端面向外侧凸起的第四凸起部(232)，所述第四凸起部（232）上设有朝向所述远端末端盘本体（231）的第四凹陷部（213）；所述第三短柱(222)与所述第三凹陷部(213)连接形成第三转动副(24)...

【专利技术属性】
技术研发人员：段超，刘红龙，王磊，
申请(专利权)人：塞伯睿机器人技术南京有限公司，
类型：发明
国别省市：