一种绳驱动多关节机器人制造技术

本发明专利技术属于关节机器人领域，具体为一种绳驱动多关节机器人，解决了多关节的钢丝绳传动及布置的问题。该绳驱动多关节机器人分为手部、腕部、小臂、上臂、肩部、腰部及基座，基座上设置腰部，腰部通过曲轴组件与肩部连接，肩部通过旋转关节轴与上臂连接，上臂通过旋转关节轴上的从动轮组件Ⅱ与小臂连接，小臂通过旋转关节轴上的从动轮组件Ⅰ与腕部连接，腕部通过旋转关节轴与手部连接，相互连接的各个部分之间形成多个关节，多关节的绳传动单元通过柔绳分别与腰部、肩部、上臂、小臂、腕部、手部之一或两个以上连接，形成绳驱动多关节机器人。本发明专利技术机器人共8个自由度，可以更加充分地发挥钢丝绳传动的优点，如传动精度高，易于布置等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于关节机器人领域，具体为一种绳驱动多关节机器人。
技术介绍
机械臂关节普遍采用电机、齿轮减速器、关节轴三者直接相连的传动机构，这种传动机构要求电机与齿轮减速器安装在机械臂关节附件，机构简单但结构不紧凑，外观不整洁。尤其突出的缺点是，在多关节机械臂中，下一级关节的电机与齿轮减速器等传动装置成为上一级关节的负载，提高了对机械臂动力和传动元件的要求，由此造成整体重量和内部消耗的增加，降低了机械臂对外做功的能力和效率。目前已经公开的资料中，上海交通大学的陶俊、袁建军等人的专利《用于机械臂的钢丝绳传动机构，公开号CN1995777A》及其相关论文，如《钢丝绳传动四自由度机械臂的机构设计》、《钢丝绳传动5自由度机器人的机构设计》对钢丝绳传动结构进行有益的探索，但不能用于多关节的机械臂，因而不能更大程度的发挥钢丝绳传动机构的所具有的优点。采用电机、齿轮减速器、关节轴三者直接相连的传动机构组成关节的机器人，虽然随着技术的进步，其成本不断降低，但价格还是成为制约其在社会中广泛应用的要素。因此，采用新的技术，适当的降低机器人的价格，从而为机器人更好的融入社会，就成为一种必然的选择。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种绳驱动多关节机器人，解决了多关节的钢丝绳传动及布置的问题。本专利技术的技术方案是—种绳驱动多关节机器人，该绳驱动多关节机器人分为手部、腕部、小臂、上臂、肩部、腰部及基座，基座上设置腰部，腰部通过曲轴组件与肩部连接，肩部通过上臂的旋转关节轴与上臂连接，从动轮组件III驱动上臂；上臂通过小臂的旋转关节轴与小臂连接，从动轮组件II驱动小臂；小臂通过腕部的旋转关节轴与腕部连接，从动轮组件I驱动腕部；腕部通过旋转关节轴与手部连接，相互连接的各个部分之间形成多个关节，多关节的绳传动单元通过柔绳分别与腰部、肩部、上臂、小臂、腕部、手部之一或两个以上连接，经过各个部分的柔绳分别为腕部柔绳、小臂柔绳、上臂柔绳、肩部柔绳、腰部柔绳，形成绳驱动多关节机器人。所述的绳驱动多关节机器人，腕部包括腕前部、孔用弹性挡圈、腕部柔绳I、腕销轴I、滚动轴套、滚动轴承、空心轴、腕部柔绳II、实心轴、滚动轴承、孔用弹性挡圈、旋转关节轴、键、驱动半轴、从动半轴、腕销轴II、滚动轴套、腕后部、螺母、上基座、下基座、上基座轴孔、下基座轴孔，具体结构如下腕部分两部分，由腕前部和腕后部组成，腕前部为框架结构，所述框架结构中设有旋转关节轴，旋转关节轴的一端伸至所述框架结构外侧，旋转关节轴与手部的键槽孔相连，通过螺母锁紧；腕前部的上下分别为上基座和下基座，上基座设有空心轴，下基座设有实心轴，实心轴与下基座通过键连接；空心轴与实心轴同心，二者轴线与旋转关节轴的轴线垂直；腕后部为U形结构，所述U形结构的端部分别开有上基座轴孔、下基座轴孔，上基座轴孔、下基座轴孔相对设置，所述U形结构的根部轴孔两侧分别安装驱动半轴和从动半轴；基座上下两轴分别穿过腕后部一端相应的轴孔，上基座的空心轴穿过上基座轴孔，下基座的实心轴穿过下基座轴孔；腕后部的根部与小臂前端相连，由设在小臂外侧的从动轮组件I与从动半轴键连接，腕后部由从动轮组件I驱动；空心轴与上基座轴孔之间通过滚动轴承传动连接,滚动轴承安装在空心轴上,其外侧由孔用弹性挡圈定位；腕部柔绳I的一端从空心轴穿过，该端缠绕于旋转关节轴，腕部柔绳I的另一端沿配套使用的腕销轴I、滚动轴套，伸至小臂中；旋转关节轴由腕部柔绳I驱动，腕部柔绳I动作时，手部同步旋转；实心轴与下基座轴孔之间通过滚动轴承传动连接，下基座轴孔中安装滚动轴承，其外侧由孔用弹性挡圈定位；腕部柔绳II的一端缠绕于实心轴的槽轮，腕部柔绳II的另一端沿配套使用的腕销轴II、滚动轴套，伸至小臂中；实心轴由腕部柔绳II驱动，腕部柔绳II动作，驱动实心轴左右摇摆。所述的绳驱动多关节机器人，腕后部的前端轴孔上基座轴孔、下基座轴孔的轴线与后端半轴驱动半轴、从动半轴的轴线垂直，腕后部的驱动半轴、从动半轴分别穿过小臂上小臂侧板前部的滚动轴承的内孔，轴承外侧用弹性挡圈定位，腕后部的半轴通过键连接，腕后部的驱动半轴、从动半轴通过腕销轴I连接，腕销轴I外设有滚动轴套；腕后部上开设轴孔，轴孔装有腕销轴II，腕销轴II外侧装有滚动轴套。所述的绳驱动多关节机器人，从动轮组件I的轮槽中设置固定销，柔绳缠绕在从动轮组件I的固定销上，同时柔绳通过垫片、固定销与从动轮组件I的轮槽侧壁挤紧；从动轮组件II、从动轮组件III、从动轮组件IV的结构与此类同。所述的绳驱动多关节机器人，小臂采取整体式结构或采用分体式结构，小臂内部中空，小臂由小臂基板、小臂基板两侧的小臂侧板组成，小臂基板和小臂侧板通过螺钉连接紧固；小臂侧板的前部设有滚动轴承，滚动轴承通过弹性挡圈定位，腕后部的半轴驱动半轴、从动半轴装入滚动轴承的内孔中；小臂侧板的后部一侧轴孔设有键槽，通过键与主动半轴相连；小臂侧板的后部另一侧光孔装配从动半轴，由设在上臂外侧的从动轮组件II与从动半轴键连接，小臂由从动轮组件II驱动；小臂侧板上开设轴孔，轴孔装有小臂销轴I，小臂销轴I外侧装有小臂滚动轴套I，小臂销轴I与小臂滚动轴套I配套使用；在小臂基板两侧位置的小臂侧板上开有长条孔，长条孔装有小臂销轴II，小臂销轴II外侧装有小臂滚动轴套II，小臂销轴II与小臂滚动轴套II配套使用；小臂侧板的从动半轴、主动半轴通过小臂销轴III连接，小臂销轴III外设有小臂滚动轴套III。所述的绳驱动多关节机器人，上臂采用两段式的结构，该上臂分前段与后段，上臂前段的一端设有轴孔，连接小臂后部半轴从动半轴、主动半轴，上臂前段的另一端与旋转关节轴相连，旋转关节轴圆周上均布销孔，销孔装有传动销，传动销的另一半则伸入到上臂前段的相应孔中，旋转关节轴伸至上臂前段中的部分由螺母锁紧；上臂前段侧面上开设轴孔，轴孔装有上臂销轴II、上臂销轴III，上臂销轴II、上臂销轴III外侧分别装有上臂滚动轴套II、上臂滚动轴套III，上臂销轴II与上臂滚动轴套II配套使用，上臂销轴III与上臂滚动轴套III配套使用；上臂后段由旋转关节单元和上臂基座组成，上臂后段的一端装有旋转关节单元，该旋转关节单元的旋转关节轴为空心轴；上臂基座上侧面上安装有基座，基座通过螺钉紧固于上臂基座；基座有孔，孔内装有上臂销轴IV，上臂销轴IV外侧装有上臂滚动轴套IV，上臂销轴IV与上臂滚动轴套IV配套使用；上臂后段的另一端设有轴孔，两侧分别安装主动半轴和从动半轴，主动半轴、从动半轴与轴孔通过键连接，由设在肩部外侧的从动轮与从动半轴键连接，上臂由从动轮驱动；主动半轴和从动半轴之间安装有上臂销轴I，上臂销轴I外设上臂滚动轴套I。所述的绳驱动多关节机器人，肩部由肩组件、曲轴组件、柔绳导向座组件、基座部件、从动轮组件IV、轴端挡圈、螺钉组成，曲轴组件、柔绳导向座组件安装于基座部件，曲轴组件两端穿过基座部件的部分分别连接肩组件和从动轮组件IV，从动轮组件IV由轴端挡圈定位，螺钉锁紧，轴端挡圈、螺钉配套使用；基座部件由钢球导向单元、基座组件及孔用弹性挡圈组成，基座组件采用剖分式结构，由基座、轴瓦及螺钉组成，基座与轴瓦形成的轴孔整体设有凹槽，以容纳弹性挡圈；基座组件的剖分式结构方便曲轴组件的安装，基座底面开孔，孔内安装钢球导向单元II 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绳驱动多关节机器人，其特征在于，该绳驱动多关节机器人分为手部、腕部、小臂、上臂、肩部、腰部及基座，基座上设置腰部，腰部通过曲轴组件与肩部连接，肩部通过上臂的旋转关节轴与上臂连接，从动轮组件Ⅲ驱动上臂；上臂通过小臂的旋转关节轴与小臂连接，从动轮组件Ⅱ驱动小臂；小臂通过腕部的旋转关节轴与腕部连接，从动轮组件Ⅰ驱动腕部；腕部通过旋转关节轴与手部连接，相互连接的各个部分之间形成多个关节，多关节的绳传动单元通过柔绳分别与腰部、肩部、上臂、小臂、腕部、手部之一或两个以上连接，经过各个部分的柔绳分别为：腕部柔绳、小臂柔绳、上臂柔绳、肩部柔绳、腰部柔绳，形成绳驱动多关节机器人。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄德胜，
申请(专利权)人：庄德胜，
类型：发明
国别省市：