專利名稱：一種多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于機(jī)械領(lǐng)域，具體為一種用于機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單
J Li ο
背景技術(shù)：
機(jī)械臂關(guān)節(jié)普遍采用電機(jī)、齒輪減速器、關(guān)節(jié)軸三者直接相連的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要求電機(jī)與齒輪減速器安裝在機(jī)械臂關(guān)節(jié)附件，機(jī)構(gòu)簡單但結(jié)構(gòu)不緊湊，外觀不整潔。尤其突出的缺點(diǎn)是，在多關(guān)節(jié)機(jī)械臂中，下一級(jí)關(guān)節(jié)的電機(jī)與齒輪減速器等傳動(dòng)裝置成為上一級(jí)關(guān)節(jié)的負(fù)載，提高了對機(jī)械臂動(dòng)力和傳動(dòng)元件的要求，由此造成整體重量和內(nèi)部消耗的增加，降低了機(jī)械臂對外做功的能力和效率。
目前已經(jīng)公開的資料中，上海交通大學(xué)的陶俊、袁建軍等人的專利《用于機(jī)械臂的鋼絲繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，公開號(hào)CN1995777A》及其相關(guān)論文，如《鋼絲繩傳動(dòng)四自由度機(jī)械臂的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《鋼絲繩傳動(dòng)5自由度機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》對鋼絲繩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有益的探索，但不能用于多關(guān)節(jié)的機(jī)械臂，因而不能更大程度的發(fā)揮鋼絲繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的所具有的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，解決了多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)及布置的問題，使得全繩傳動(dòng)的機(jī)械臂成為可能，從而發(fā)揮繩傳動(dòng)所具有傳動(dòng)精度高，制造成本低，能量消耗少以及機(jī)構(gòu)簡單，易于布置等的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元,該傳動(dòng)單元主要包括從動(dòng)輪、導(dǎo)向棍I、導(dǎo)向棍II、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II、主動(dòng)輪、柔繩、導(dǎo)向輥III、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV，具體結(jié)構(gòu)如下柔繩通過從動(dòng)輪、導(dǎo)向棍I、導(dǎo)向棍II、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向棍I、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向棍II、導(dǎo)向輥III、主動(dòng)輪環(huán)繞一周；柔繩與從動(dòng)輪為固定連接，并且在從動(dòng)輪上纏繞至少一周；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I位于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III的中心同一側(cè)且位于中心附近，并與所在的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)同步旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II位于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV的中心的同一側(cè)且位于中心附近，并與所在的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)同步旋轉(zhuǎn)。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，柔繩與主動(dòng)輪為固定連接或非固定連接，并且柔繩在主動(dòng)輪上至少纏繞一周。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，從動(dòng)輪的輪槽中設(shè)置固定銷，柔繩纏繞在從動(dòng)輪的固定銷上，同時(shí)柔繩通過固定銷及墊片的漲緊作用，從而使得柔繩與從動(dòng)輪的輪槽側(cè)壁緊密擠壓在一起。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，主動(dòng)輪通過軸孔安裝在調(diào)節(jié)板的固定軸上，調(diào)節(jié)板上開有槽孔，并通過螺母與基座上的固定螺栓鎖緊，從而實(shí)現(xiàn)柔繩的張緊。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，繩傳動(dòng)單元采用直線動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，直線動(dòng)力源為滾珠絲杠、氣壓或液壓缸。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，直線動(dòng)力源為鉸接氣缸時(shí)，氣缸的缸體與固定銷鉸接，氣缸的活塞桿端部通過壓板與柔繩連接，壓板與柔繩固連。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，導(dǎo)向輥I為兩個(gè)，相對設(shè)置于柔繩的兩側(cè)；導(dǎo)向輥II為兩個(gè)，交錯(cuò)設(shè)置于柔繩的兩側(cè)；在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III之間，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I為兩個(gè)，相對設(shè)置于柔繩的兩側(cè)；在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV之間，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II為兩個(gè)，相對設(shè)置于柔繩的兩側(cè)。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，柔繩在從動(dòng)輪與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III之間為A段，柔繩在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II及旋轉(zhuǎn) 關(guān)節(jié)IV之間為B段；導(dǎo)向輥I、導(dǎo)向輥II設(shè)置于A段的兩側(cè)，在主動(dòng)輪和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV之間的柔繩兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向輥 III。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，繩傳動(dòng)單元設(shè)置在相鄰兩節(jié)機(jī)械臂上，從動(dòng)輪中心設(shè)有與驅(qū)動(dòng)對象相連接的鍵槽，從動(dòng)輪與機(jī)械臂I做相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中，一個(gè)機(jī)械臂I、另一個(gè)機(jī)械臂II的一端關(guān)節(jié)處，通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III鉸接；二者之間的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I給柔繩導(dǎo)向；一個(gè)機(jī)械臂I的另一端關(guān)節(jié)處安裝從動(dòng)輪，從動(dòng)輪通過鍵槽與驅(qū)動(dòng)對象連接；另一個(gè)機(jī)械臂II的另一端關(guān)節(jié)處安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV ;旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II，以給柔繩導(dǎo)向。所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，兩節(jié)機(jī)械臂中部空心，便于柔繩穿入其中，從動(dòng)輪布置在關(guān)節(jié)的一側(cè)，另一側(cè)布置相應(yīng)的檢測角度傳感器。本發(fā)明的有益效果是I、本發(fā)明公開了突破了目前已公開的鋼絲繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)方案中，鋼絲繩傳動(dòng)只能應(yīng)用于一節(jié)機(jī)械臂的局限，使得多關(guān)節(jié)繩傳動(dòng)成為可能。2、本發(fā)明通過導(dǎo)向輥II、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II、導(dǎo)向輥III的空間靈活布置，公開了柔繩的空間傳動(dòng)技術(shù)，可以更加充分地發(fā)揮繩傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，如傳動(dòng)精度高,生產(chǎn)成本低等。3、本發(fā)明為研制多關(guān)節(jié)繩傳動(dòng)的機(jī)器人奠定基礎(chǔ)，利用成本低的優(yōu)勢，使本類型傳動(dòng)機(jī)器人可以大面積推廣應(yīng)用。4、作為力的傳遞，除所述的鋼絲繩外，還可采用其他新式的繩索，如非金屬的尼龍繩等，或者金屬和非金屬的結(jié)合。


圖I (a)_圖I (C)是多關(guān)節(jié)的鋼絲繩傳動(dòng)單元結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖I (a)為主視圖；圖I (b)為鋼絲繩傳動(dòng)單元旋轉(zhuǎn)到一定角度的示意圖；圖I (C)為圖I (b)的俯視圖。圖2是旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥示意圖。圖3是多關(guān)節(jié)的鋼絲繩傳動(dòng)的機(jī)械臂示意圖。其中，圖3 (a)為主視圖；圖3 (b)為俯視圖。圖4是從動(dòng)輪與鋼絲繩固連的一種方式示意圖。圖中，I從動(dòng)輪；2導(dǎo)向輥I ;3導(dǎo)向輥II ;4旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I ;5旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I ;6固定銷'7氣缸；8調(diào)節(jié)板；9螺母；10固定螺栓；11主動(dòng)輪；12壓板；13柔繩(如鋼絲繩);14導(dǎo)向輥III ;15旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II ;16墊片；17固定銷；18旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II ;19鍵槽；20機(jī)械臂I ;21機(jī)械臂II ；22旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III ；23旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖I (a)_圖I (C)所示，本發(fā)明多關(guān)節(jié)的鋼絲繩傳動(dòng)單元，該傳動(dòng)單元主要包括從動(dòng)輪I、導(dǎo)向輥I 2、導(dǎo)向輥II 3、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II 18、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5、固定銷6、氣缸7、調(diào)節(jié)板8、螺母9、固定螺栓10、主動(dòng)輪11、壓板12、鋼絲繩13、導(dǎo)向輥III 14、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23以及動(dòng)力源等，具體結(jié)構(gòu)如下鋼絲繩13通過從動(dòng)輪I、導(dǎo)向輥I 2、導(dǎo)向輥II 3、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 導(dǎo)向輥II 18、導(dǎo)向輥III 14、主動(dòng)輪11環(huán)繞一周。其中，鋼絲繩13與從動(dòng)輪I為固定連接，并且在從動(dòng)輪I上纏繞至少一周。鋼絲繩13與主動(dòng)輪11可以是固定連接，也可以非固定連接，并且在主動(dòng)輪11上至少纏繞一周。氣缸7的一端(缸體)與固定銷6鉸接，氣缸7的另一端(活塞桿端部)通過壓板12與鋼絲繩13連接，壓板12與鋼絲繩13固連。主動(dòng)輪11通過軸孔安裝在調(diào)節(jié)板8的固定軸上，調(diào)節(jié)板8上開有細(xì)長槽孔，并通過螺母9與基座上的固定螺栓10鎖緊，從而實(shí)現(xiàn)鋼絲繩13的張緊。本發(fā)明中，從動(dòng)輪I中心設(shè)有帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)對象(如旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié))做旋轉(zhuǎn)的鍵槽19。鋼絲繩13與從動(dòng)輪I固連,并可在從動(dòng)輪I上纏繞一圈或η圈(η彡I);旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4位于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22的中心同側(cè)且位于中心附近，并可與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)同步旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II 18位于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23的中心同側(cè)且位于中心附近，并可與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)同步旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明多關(guān)節(jié)的鋼絲繩傳動(dòng)單元，可由多種直線動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，如滾珠絲杠或氣壓、液壓缸等。優(yōu)選鉸接氣缸，氣缸7的活塞桿端部與鋼絲繩13連接，氣缸7的缸體與固定銷6鉸接。本發(fā)明中，多對導(dǎo)向輥靈活布置于鋼絲繩13的兩側(cè)，其中導(dǎo)向輥I 2為兩個(gè)，相對設(shè)置于鋼絲繩13的兩側(cè)；導(dǎo)向輥II 3為兩個(gè)，交錯(cuò)設(shè)置于鋼絲繩13的兩側(cè)；在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22上，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4為兩個(gè)，相對設(shè)置于鋼絲繩13的兩側(cè)；在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23上，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II 18為兩個(gè)，相對設(shè)置于鋼絲繩13的兩側(cè)；本發(fā)明中，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15為分體結(jié)構(gòu)，可以把它們分別看成是“半軸”，兩兩組成一對，每對旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)間安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5之間安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15之間安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II 18。鋼絲繩13在從動(dòng)輪I與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)ΙΙΙ22之間為A段，鋼絲繩13在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)ΙΙΙ22與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23之間為B段；導(dǎo)向輥
I2、導(dǎo)向輥II 3設(shè)置于A段的兩側(cè)，在主動(dòng)輪11與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23之間的鋼絲繩13兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向輥III 14。當(dāng)氣缸7伸出時(shí)，由于壓板12與鋼絲繩13固連，因此在氣缸力的作用下，主動(dòng)輪11將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過導(dǎo)向輥III14、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II 18、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4、導(dǎo)向輥II 3及導(dǎo)向輥I 2的作用，使得從動(dòng)輪I也做順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從而在從動(dòng)輪I上鍵槽19的作用下，對外做功。反之，當(dāng)氣缸7回縮時(shí),主動(dòng)輪11做逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),從動(dòng)輪I也做逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從而通過鍵槽19對外做功。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II 18、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III22和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23的關(guān)系與作用是當(dāng)從動(dòng)輪I、導(dǎo)向輥I 2、導(dǎo)向輥II 3、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22所在的機(jī)械臂I 20旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖I (b)-圖I (c)和圖3所示，在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4的作用下，鋼絲繩13將被導(dǎo)向，并通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) I5和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22的中心。由于鋼絲繩13近似通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22的中心轉(zhuǎn)向，因此鋼絲繩13的A段、B段長度近似保持不變，因此可以實(shí)現(xiàn)對從動(dòng)輪I運(yùn)動(dòng)角度的精確控制，從而實(shí)現(xiàn)精確傳動(dòng)。實(shí)際上，為了實(shí)現(xiàn)更加精確的傳動(dòng)，往往通過反饋來實(shí)現(xiàn)，如只要保證氣缸7有足夠的行程，那么就可抵消鋼絲繩13的A段與B段的長度誤差；與此同時(shí)，通過測量從動(dòng)輪I的角度，那么在引入反饋后，就可實(shí)現(xiàn)對從動(dòng)輪I的運(yùn)動(dòng)角度的更加精確的控制。靈活的布置導(dǎo)向輥，可實(shí)現(xiàn)空間傳動(dòng)。如圖2所示，為了保證旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II122能有比較大的旋轉(zhuǎn)角度，一對旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4往往布置在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22的中心同一側(cè)、且靠近中心的位置，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥的間距由鋼絲繩13的直徑?jīng)Q定，略大即可。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥
II18、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23的結(jié)構(gòu)相同。圖3 (a)-圖3 (b)為采用多關(guān)節(jié)的鋼絲繩傳動(dòng)單元的發(fā)明原理而設(shè)計(jì)的一種新型機(jī)械臂，在相鄰兩節(jié)機(jī)械臂上設(shè)置鋼絲繩傳動(dòng)單元；其中，一個(gè)機(jī)械臂I 20、另一個(gè)機(jī)械臂II 21的一端關(guān)節(jié)處，通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I 5與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III 22鉸接，二者之間的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I 4給鋼絲繩13導(dǎo)向。一個(gè)機(jī)械臂I 20的另一端關(guān)節(jié)處安裝從動(dòng)輪1，從動(dòng)輪I通過鍵槽19與驅(qū)動(dòng)對象連接；另一個(gè)機(jī)械臂II 21的另一端關(guān)節(jié)處安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II 15、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV 23安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥18，以給鋼絲繩13導(dǎo)向。本發(fā)明中，從動(dòng)輪I與機(jī)械臂I 20做相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明中，兩節(jié)機(jī)械臂中部空心，便于鋼絲繩穿入其中，從動(dòng)輪I布置在關(guān)節(jié)的一偵牝另一側(cè)可布置相應(yīng)的傳感器，以檢測角度等。利用本發(fā)明機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)，可方便的組成多節(jié)(兩節(jié)以上)機(jī)械臂，從而使機(jī)械臂具有更多的自由度。圖4是從動(dòng)輪I與鋼絲繩13的一種固定連接結(jié)構(gòu)，從動(dòng)輪I的輪槽中設(shè)置固定銷17，鋼絲繩13纏繞在從動(dòng)輪I的固定銷17上，同時(shí)鋼絲繩13通過固定銷17及墊片16的漲緊作用，從而使得鋼絲繩13與從動(dòng)輪I的輪槽側(cè)壁緊密擠壓在一起。這樣就可靠的保證了鋼絲繩與從動(dòng)輪之間沒有相對運(yùn)動(dòng)。根據(jù)需要，鋼絲繩可在從動(dòng)輪上纏繞I圈或多圈。該結(jié)構(gòu)具有最小的軸向尺寸，布置簡潔，外形美觀。
權(quán)利要求
1.一種多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元,其特征在于,該傳動(dòng)單元主要包括從動(dòng)輪(I)、導(dǎo)向棍I (2)、導(dǎo)向輥II (3)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I (4)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I (5)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111(22)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II (18)、主動(dòng)輪(11)、柔繩(13)、導(dǎo)向輥III(14)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II (15)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV(23)，具體結(jié)構(gòu)如下 柔繩(13)通過從動(dòng)輪(I)、導(dǎo)向輥I (2)、導(dǎo)向輥II (3)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I (4)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II (18)、導(dǎo)向輥111(14)、主動(dòng)輪(11)環(huán)繞一周；柔繩(13)與從動(dòng)輪(I)為固定連接，并且在從動(dòng)輪(I)上纏繞至少一周；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I (4)位于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I (5)和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111(22)的中心同一側(cè)且位于中心附近，并與所在的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)同步旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II (18)位于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II (15)和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV (23)的中心的同一側(cè)且位于中心附近，并與所在的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)同步旋轉(zhuǎn)。
2.按照權(quán)利要求I所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，柔繩(13)與主動(dòng)輪(11)為固定連接或非固定連接，并且柔繩(13)在主動(dòng)輪(11)上至少纏繞一周。
3.按照權(quán)利要求I所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，從動(dòng)輪(I)的輪槽中設(shè)置固定銷(17 )，柔繩(13 )纏繞在從動(dòng)輪(I)的固定銷(17 )上，同時(shí)柔繩(13 )通過固定銷(17 )及墊片(16)的漲緊作用，從而使得柔繩(13)與從動(dòng)輪(I)的輪槽側(cè)壁緊密擠壓在一起。
4.按照權(quán)利要求I所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，主動(dòng)輪(11)通過軸孔安裝在調(diào)節(jié)板(8)的固定軸上，調(diào)節(jié)板(8)上開有槽孔，并通過螺母(9)與基座上的固定螺栓(10)鎖緊，從而實(shí)現(xiàn)柔繩(13)的張緊。
5.按照權(quán)利要求I所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，繩傳動(dòng)單元采用直線動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，直線動(dòng)力源為滾珠絲杠、氣壓或液壓缸。
6.按照權(quán)利要求5所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，直線動(dòng)力源為鉸接氣缸時(shí)，氣缸(7 )的缸體與固定銷(6 )鉸接，氣缸(7 )的活塞桿端部通過壓板(12 )與柔繩(13 )連接，壓板(12)與柔繩(13)固連。
7.按照權(quán)利要求I所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，導(dǎo)向輥I(2)為兩個(gè)，相對設(shè)置于柔繩(13)的兩側(cè)；導(dǎo)向輥II (3)為兩個(gè)，交錯(cuò)設(shè)置于柔繩(13)的兩側(cè)；在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I (5)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111(22)之間，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I (4)為兩個(gè)，相對設(shè)置于柔繩(13)的兩側(cè)；在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II (15)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV(23)之間，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II (18)為兩個(gè)，相對設(shè)置于柔繩(13)的兩側(cè)。
8.按照權(quán)利要求I所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，柔繩(13)在從動(dòng)輪(I)與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I (5)及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III(22)之間為A段，柔繩(13)在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I (5)及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111(22)和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II (15)及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV(23)之間為B段；導(dǎo)向輥I (2)、導(dǎo)向輥II (3)設(shè)置于A段的兩側(cè)，在主動(dòng)輪(11)和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II (15)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV (23)之間的柔繩(13)兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向棍IIK14)。
9.按照權(quán)利要求I所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，繩傳動(dòng)單元設(shè)置在相鄰兩節(jié)機(jī)械臂上，從動(dòng)輪(I)中心設(shè)有與驅(qū)動(dòng)對象相連接的鍵槽(19)，從動(dòng)輪(I)與機(jī)械臂I(20)做相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中，一個(gè)機(jī)械臂I (20)、另一個(gè)機(jī)械臂II (21)的一端關(guān)節(jié)處，通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)I (5)與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111(22)鉸接；二者之間的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥I (4)給柔繩(13)導(dǎo)向；一個(gè)機(jī)械臂I (20)的另一端關(guān)節(jié)處安裝從動(dòng)輪(1)，從動(dòng)輪(I)通過鍵槽(19)與驅(qū)動(dòng)對象連接；另一個(gè)機(jī)械臂II (21)的另一端關(guān)節(jié)處安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II (15)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV(23)；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II (15)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IV(23)安裝旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥II (18)，以給柔繩(13)導(dǎo)向。
10.按照權(quán)利要求9所述的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元，其特征在于，兩節(jié)機(jī)械臂中部空心，便于柔繩穿入其中，從動(dòng)輪(I)布置在關(guān)節(jié)的一側(cè)，另一側(cè)布置相應(yīng)的檢測角度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及屬于機(jī)械領(lǐng)域，具體為一種用于機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)單元。該傳動(dòng)單元的柔繩通過從動(dòng)輪、導(dǎo)向輥Ⅰ、導(dǎo)向輥Ⅱ、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥Ⅰ、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥Ⅱ、導(dǎo)向輥Ⅲ、主動(dòng)輪環(huán)繞一周；繩與從動(dòng)輪為固定連接，并且在從動(dòng)輪上纏繞至少一周；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥Ⅰ和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)導(dǎo)向輥Ⅱ分別位于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)Ⅰ和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)Ⅱ的同一側(cè)、且位于中心附近，并與所在的導(dǎo)向輥同步旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明解決了多關(guān)節(jié)的繩傳動(dòng)及布置的問題，使得全繩傳動(dòng)的機(jī)械臂成為可能，從而發(fā)揮繩傳動(dòng)所具有傳動(dòng)精度高，制造成本低，能量消耗少以及機(jī)構(gòu)簡單，易于布置等的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H7/04GK102943851SQ201210450779
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者莊德勝 申請人:莊德勝