一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节

本发明涉及机械手，具体涉及一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节。

背景技术：

1、随着制造业和自动化技术不断发展，各种机器人广泛应用在生产制造领域，如车辆、化工、航空航天和医疗等；相应地，由于应用场景不断拓宽，机械手的臂部种类也更加细化，其性能要求也日益提升。传统机械臂的驱动部件通常位于关节处，导致其臂节整体转动惯量较大，虽然其运动和动力学性能在发展中也得到很好的提升，但其在高精密操作场景或人机交互场景中存在一定的安全隐患。因此，具有高可靠性、高人机交互安全性、体积小且灵活性强的绳驱机械臂越来越成为研究的重点。

2、然而，目前的绳驱机械臂机械结构较为复杂，除了机械结构的组装以外，还有驱动绳索的组装，特别是绳索缠绕安装这一步非常复杂；造成了绳驱机械臂不能根据应用场景灵活切换肘部关节数量的缺点，因此有必要进行改进。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其简化绳驱机械臂的拆卸与安装，在拆卸与安装臂节时调整绕线方便，方便根据实际任务需求来改变机械臂的自由度。

2、为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，包括第一臂节、第二臂节和至少一个连杆。

4、所述第一臂节可转动地配置有至少一个第一绳轮。

5、所述第二臂节配置为与所述第一臂节相邻，且所述第二臂节可转动地配置有至少一个第二绳轮。

6、所述至少一个连杆位于所述第一臂节和第二臂节的侧面。

7、所述至少一个连杆一端配置为与所述第一臂节转动连接，所述至少一个连杆另一端配置为与所述第二臂节转动连接。

8、所述至少一个第二绳轮上可拆卸地配置有至少一个第一绳索连接器，所述至少一个第一绳索连接器至少用于连接驱动绳索。

9、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，所述第一绳轮和/或第二绳轮上设置有多个第一绳槽。

10、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，所述第一绳索连接器配置有两个，且两个所述第一绳索连接器呈上下错位分布。

11、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，还包括：至少两个约束构件。

12、所述至少两个约束构件用于形成第一臂节和第二臂节之间的圆形纯滚动约束。

13、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，至少两个所述约束构件呈x状分布，所述约束构件包含有：第二绳索连接器、第三绳索连接器和约束绳。

14、所述第二绳索连接器固定地配置在所述第一臂节上。

15、所述第三绳索连接器固定地配置在所述第二臂节上。

16、所述第二绳索连接器至少用于与所述约束绳连接。

17、所述第三绳索连接器至少用于与所述约束绳连接。

18、所述第一臂节具有第一半圆状凸出端，所述第二臂节具有第二半圆状凸出端，所述第一半圆状凸出端和第二半圆状凸出端对置，所述第一半圆状凸出端和第二半圆状凸出端上均设置有第二绳槽，所述第二绳槽用于对所述约束绳的局部导向和定位，以使所述约束绳被约束成s状。

19、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，所述第一绳索连接器、第二绳索连接器和第三绳索连接器均包含有：支座、后盖、蜗轮和调节蜗杆。

20、所述后盖配置为与所述支座可拆卸连接。

21、所述支座和后盖之间形成有容纳腔，所述蜗轮可转动地配置在所述容纳腔内。

22、所述支座和/或后盖上设置有插口，所述插口用于供所述调节蜗杆的一端插入所述容纳腔内，所述调节蜗杆配置为与所述蜗轮啮合。

23、所述蜗轮中部设置有连接杆，所述连接杆用于与绳索连接。

24、所述支座或后盖上设置有穿孔，所述连接杆一端通过所述穿孔穿出所述容纳腔外，所述连接杆另一端与所述蜗轮固定连接。

25、所述第一绳索连接器还被配置为用于张紧驱动绳索。

26、所述第二绳索连接器和第三绳索连接器还被配置为用于张紧约束绳。

27、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，所述第一臂节和第二臂节上均设置有至少一个导向座。

28、所述至少一个导向座上配置有导向孔，用于供所述约束绳穿过，并对所述约束绳导向。

29、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，所述第二绳轮上配置有嵌入槽，所述嵌入槽用于供所述第一绳索连接器嵌入。

30、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，所述第一臂节和第二臂节上均设置有至少一个检测槽，所述至少一个检测槽用于为检测约束绳的张紧度提供检测空间。

31、所述至少一个检测槽位于所述导向座的一侧，且所述至少一个检测槽配置为与所述第二绳槽的一端连通。

32、本公开至少一实施例提供的基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节中，所述第一半圆状凸出端和第二半圆状凸出端之间的间距小于所述约束绳的直径，以使所述约束绳被限制在所述第一半圆状凸出端和第二半圆状凸出端之间。

33、本发明的有益效果为：

34、可以简化绳驱机械臂的拆卸与安装，在拆卸与安装臂节时调整绕线方便，方便根据实际任务需求来改变机械臂的自由度。

35、绳索连接器采用蜗轮蜗杆传动，可以轻松调节绳索张力大小，同时又具有自锁功能，使用过程中无需担心绳索因张力过大而出现回退的情况。

技术特征：

1.一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，所述第一绳轮和/或第二绳轮上设置有多个第一绳槽。

3.根据权利要求1所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，所述第一绳索连接器配置有两个，且两个所述第一绳索连接器呈上下错位分布。

4.根据权利要求1所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，至少两个所述约束构件呈x状分布，所述约束构件包含有：

6.根据权利要求5所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，所述第一绳索连接器、第二绳索连接器和第三绳索连接器均包含有：

7.根据权利要求5所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，所述第一臂节和第二臂节上均设置有至少一个导向座；

8.根据权利要求1所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，所述第二绳轮上配置有嵌入槽，所述嵌入槽用于供所述第一绳索连接器嵌入。

9.根据权利要求7所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，所述第一臂节和第二臂节上均设置有至少一个检测槽，所述至少一个检测槽用于为检测约束绳的张紧度提供检测空间；

10.根据权利要求5所述的一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，其特征在于，所述第一半圆状凸出端和第二半圆状凸出端之间的间距小于所述约束绳的直径，以使所述约束绳被限制在所述第一半圆状凸出端和第二半圆状凸出端之间。

技术总结本发明涉及机械手技术领域，具体公开一种基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节，包括第一臂节、第二臂节和连杆；所述第一臂节可转动地配置有至少一个第一绳轮；所述第二臂节配置为与所述第一臂节相邻，且所述第二臂节可转动地配置有至少一个第二绳轮；所述连杆位于所述第一臂节和第二臂节的侧面；所述连杆一端配置为与所述第一臂节转动连接，所述连杆另一端配置为与所述第二臂节转动连接；所述至少一个第二绳轮上可拆卸地配置有至少一个第一绳索连接器，至少用于连接驱动绳索；该基于机电解耦式绳驱机械臂模块化关节简化了拆卸与安装，在拆卸与安装时调整绕线方便，方便根据实际任务需求来改变机械臂的自由度。技术研发人员：夏崇坤,黄荻崴,吴嘉宁,潘永平,孟得山受保护的技术使用者：中山大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2