一种用于绳索牵引灵巧手的操控装置

本发明涉及机械结构，尤其协作机器人领域，具体涉及一种用于绳索牵引仿人灵巧手的绳索张紧和牵引的操控装置。

背景技术：

1、灵巧手是机器人的重要组成部分,用来执行抓取和操作功能,作为机器人的末端执行装置,对机器人的性能有着及其重要的影响。随着机器人技术的不断发展人们对于机器人性能的要求也随之不断提高。灵巧手是用来解决在机器人实际工作中遇到的复杂物体抓取、稳定可靠操作等问题。

2、绳索牵引灵巧手相比于传统的刚性灵巧手，能够更加安全地将运动和力作用在目标物体上。由于绳索具有固有柔性，绳索可以模仿人手的肌肉肌腱牵引机制。在仿肌肉肌腱牵引机制中，肌肉对应于机器人的电机牵引单元，肌腱则对应了绳索，通过改变绳索的长度，牵引手关节进行运动。电机和绳索的特性决定了灵巧手关节的性能，绳索需要有足够大的张力来满足手关节的负载，还需要有足够的运动速度来满足人手日常生活中的灵活度要求；同时为了避免绳索发生松弛还需要额外的绳索张紧装置。

3、现有技术，使用简单的绞盘机构，无法为灵巧手手关节提供足够大的绳索张力和可调节的绳索预紧。

4、因此，如何针对绳索牵引灵巧手给出能够满足绳索张力和运动速度需求，同时具有可调节的绳索张紧功能的牵引牵引装置，是目前亟需解决的问题。

5、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供了一种用于绳索牵引灵巧手的操控装置，能够改变绳索在卷筒上的引出方向并且提供足够的张力，同时可调节的绳索张紧功能，结构简单，使用便捷，安装容易，具有良好的实用性。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种用于绳索牵引灵巧手的操控装置，包括一个绳索牵引装置、两个绳索张紧装置与支架；

4、所述的绳索牵引装置包括卷筒11与卷筒驱动机构，卷筒11安装于支架内，卷筒驱动机构安装于支架上，连接并驱动卷筒11回转；

5、两根绳索2的一端固定于卷筒11且相互方向相反缠绕于卷筒11上，另一端分别绕过绳索张紧装置连接手关节；

6、所述的卷筒11回转牵引绳索2中一根绳索2收卷，另一根绳索2同步释放伸张，分别操控手关节的弯曲与伸展。

7、优选的，所述的绳索张紧装置包括张紧滑轮4、张紧滑块3与直线运动张紧机构；

8、直线张紧机构设于支架上，张紧滑块3设于直线运动张紧机构的移动部件上，张紧滑轮4设于张紧滑块3上，绳索2绕过张紧滑轮4，直线运动张紧机构通过调节移动部件的位置带动张紧滑轮4移动张紧绳索2。

9、优选的，所述的直线运动张紧机构包括丝杠-滑移螺母机构，旋转丝杠-滑移螺母机构包括作为旋转丝杠的张紧螺钉5；张紧滑块3上开有与紧螺钉5配合的螺纹孔17，张紧滑块3作为滑移螺母。

10、优选的，所述的绳索张紧装置还包括张紧滑块导轨6，固定于支架上，张紧滑块3通过直线运动张紧机构的带动沿张紧滑块导轨6移动。

11、优选的，所述的张紧滑轮4与轴间的摩擦力小于绳索2与张紧滑轮4的圆周轮槽间的滑动摩擦力。

12、优选的，所述的张紧滑轮4的圆周轮槽的槽底截面为半圆弧形。

13、优选的，所述的卷筒11包括两段用于缠绕绳索2的缠绕段；两段缠绕段间设有间隔环，绳索2分别绕于一个缠绕段互不干扰。

14、优选的，还包括两个绳索引出环15，绳索引出环15固定于支架上，绳索2由卷筒11引出后穿过绳索引出环15的内孔，再绕过绳索张紧装置。

15、9、所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，还包括两个绳索套管1，绳索套管1固定于支架上，绳索2由绳索张紧装引出后穿过绳索套管1再连接手关节。

16、优选的，所述的绳索2的一端绳索的一端在卷筒11的两个径向交叉的通孔内的穿插两次穿插后打结固定在卷筒11上。

17、与现有技术相比，本发明所提供的装置，能够改变绳索在卷筒上的引出方向并且提供足够的张力，同时可调节的绳索张紧功能，结构简单，使用便捷，安装容易，具有良好的实用性。

技术特征：

1.一种用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于，包括一个绳索牵引装置、两个绳索张紧装置与支架；

2.根据权利要求1所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；所述的绳索张紧装置包括张紧滑轮（4）、张紧滑块（3）与直线运动张紧机构；

3.根据权利要求2所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；所述的直线运动张紧机构包括丝杠-滑移螺母机构，旋转丝杠-滑移螺母机构包括作为旋转丝杠的张紧螺钉（5）；张紧滑块（3）上开有与紧螺钉（5）配合的螺纹孔（17），张紧滑块（3）作为滑移螺母。

4.根据权利要求2所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；所述的绳索张紧装置还包括张紧滑块导轨（6），固定于支架上，张紧滑块（3）通过直线运动张紧机构的带动沿张紧滑块导轨（6）移动。

5.根据权利要求2所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；所述的张紧滑轮（4）与轴间的摩擦力小于绳索（2）与张紧滑轮（4）的圆周轮槽间的滑动摩擦力。

6.根据权利要求5所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；所述的张紧滑轮（4）的圆周轮槽的槽底截面为半圆弧形。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；所述的卷筒（11）包括两段用于缠绕绳索（2）的缠绕段；两段缠绕段间设有间隔环，绳索（2）分别绕于一个缠绕段互不干扰。

8.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；还包括两个绳索引出环（15），绳索引出环（15）固定于支架上，绳索（2）由卷筒（11）引出后穿过绳索引出环（15）的内孔，再绕过绳索张紧装置。

9.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；还包括两个绳索套管（1），绳索套管（1）固定于支架上，绳索（2）由绳索张紧装引出后穿过绳索套管（1）再连接手关节。

10.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的用于绳索牵引灵巧手的操控装置，其特征在于；所述的绳索（2）的一端绳索的一端在卷筒（11）的两个径向交叉的通孔内的穿插两次穿插后打结固定在卷筒（11）上。

技术总结本发明公开一种用于绳索牵引灵巧手的操控装置，包括一个绳索牵引装置、两个绳索张紧装置与支架；所述的绳索牵引装置包括卷筒（11）与卷筒驱动机构，卷筒（11）安装于支架内，卷筒驱动机构安装于支架上，连接并驱动卷筒（11）回转；两根绳索（2）的一端固定于卷筒（11）且相互方向相反缠绕于卷筒（11）上，另一端分别绕过绳索张紧装置连接手关节；所述的卷筒（11）回转牵引绳索（2）中一根绳索（2）收卷，另一根绳索（2）同步释放伸张，分别操控手关节的弯曲与伸展。能够改变绳索在卷筒上的引出方向并且提供足够的张力，同时可调节的绳索张紧功能，结构简单，使用便捷，安装容易，具有良好的实用性。技术研发人员：尚伟伟,马逸凡,张飞,丛爽受保护的技术使用者：中国科学技术大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11