柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法

本發(fā)明涉及智能機(jī)械臂技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中的柔性臂關(guān)節(jié)一般采用三根繩索和四根繩索約束；三根繩索約束時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)滾珠絲桿帶動(dòng)一根繩索，驅(qū)動(dòng)裝置電機(jī)數(shù)量多，成本高，系統(tǒng)算法復(fù)雜。四根繩索驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)卷線(xiàn)器繞轉(zhuǎn)帶動(dòng)兩根繩索，預(yù)緊力小，負(fù)載小。在柔性臂的使用中，這兩種驅(qū)動(dòng)裝置已成為其性能提升的瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出一種柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置，該柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小和質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提出一種柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置，所述柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置包括：支架；多個(gè)繩索引出布置機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述繩索引出布置機(jī)構(gòu)包括：第一繩索，所述第一繩索的一端與所述柔性臂的柔性臂本體相連；第二繩索，所述第二繩索的一端與所述柔性臂的柔性臂本體相連；用于改變所述第二繩索延伸方向的導(dǎo)向滑輪，所述第二繩索配合在所述導(dǎo)向滑輪上，所述導(dǎo)向滑輪組件設(shè)在所述支架上；多個(gè)用于對(duì)所述繩索進(jìn)行預(yù)緊的繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)包括：第一預(yù)緊螺釘，所述第一繩索的另一端與所述第一預(yù)緊螺釘相連；第二預(yù)緊螺釘，所述第二繩索的另一端與所述第二預(yù)緊螺釘相連；滑軌，所述滑軌設(shè)在所述支架上；滑塊，所述滑塊可移動(dòng)地設(shè)在所述滑軌上，所述第一預(yù)緊螺釘和所述第二預(yù)緊螺釘分別從所述滑塊在所述滑軌延伸方向上的兩端面旋進(jìn)所述滑塊；多個(gè)絲桿推力機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述絲桿推力機(jī)構(gòu)包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)在所述支架上；絲桿，所述絲桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在所述支架上且與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接；螺母組件，所述螺母組件套設(shè)在所述絲桿上且與所述絲桿螺紋配合，所述滑塊與所述螺母組件相連。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小和質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述支架由多個(gè)支撐板拼接而成。這樣便于所述支架的加工和安裝。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述支撐板包括：前支撐板；兩個(gè)側(cè)支撐板，每個(gè)所述側(cè)支撐板的前端與所述前支撐板相連；下支撐板，兩個(gè)所述側(cè)支撐板分別與所述下支撐板的兩側(cè)相連，所述前支撐板與所述下支撐板的前端相連。這樣便于所述支撐板對(duì)所述柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐。

更進(jìn)一步地，所述下支撐板在上下方向上位于所述前支撐板和所述側(cè)支撐板的中部。這樣便于提高所述支撐板的穩(wěn)定性和可靠性。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例，所述滑軌通過(guò)螺紋緊固件安裝在所述下支撐板上。這樣便于所述下支撐板對(duì)所述滑軌進(jìn)行支撐。

可選地，所述絲桿推力機(jī)構(gòu)還包括軸承座，所述軸承座設(shè)在所述支架上，所述絲桿通過(guò)所述軸承座可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在所述支撐板上。這樣便于所述絲桿與所述支撐板的連接。

進(jìn)一步地，所述軸承座為多個(gè)且包括：固定型軸承座，所述固定型軸承座設(shè)在所述下支撐板上，所述絲桿的一端配合在所述固定型軸承座內(nèi)；支撐型軸承座，所述支撐型軸承座設(shè)在所述前支撐板上，所述絲桿的另一端配合在所述支撐型軸承座內(nèi)。這樣便于所述絲桿的設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，所述柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置還包括多個(gè)繩套，每個(gè)所述繩套分別與所述柔性臂的柔性臂本體和所述驅(qū)動(dòng)裝置相連，多個(gè)所述第一繩索分別穿過(guò)多個(gè)所述繩套。這樣便于所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)柔性臂本體運(yùn)動(dòng)。

可選地，所述第二繩索的延伸方向通過(guò)所述導(dǎo)向滑輪改變180度。這樣便于改變所述第二繩索的方向。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與所述絲桿傳動(dòng)連接。這樣便于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)所述絲桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置的局部剖視圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置的支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置的絲桿推力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1、支架100、支撐板110、前支撐板111、側(cè)支撐板112、下支撐板113、繩索引出布置機(jī)構(gòu)200、第一繩索210、第二繩索220、導(dǎo)向滑輪230、繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)300、第一預(yù)緊螺釘310、第二預(yù)緊螺釘320、滑軌330、滑塊340、絲桿推力機(jī)構(gòu)400、驅(qū)動(dòng)電機(jī)410、絲桿420、螺母組件430、固定型軸承座441、支撐型軸承座442、繩套500、聯(lián)軸器600。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1。

如圖1-圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1包括支架100、引出布置機(jī)構(gòu)200、繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)300和絲桿推力機(jī)構(gòu)400。

多個(gè)繩索引出布置機(jī)構(gòu)200，每個(gè)繩索引出布置機(jī)構(gòu)200包括第一繩索210、第二繩索220和導(dǎo)向滑輪230，第一繩索210的一端與所述柔性臂的柔性臂本體相連。第二繩索220的一端與所述柔性臂的柔性臂本體相連。導(dǎo)向滑輪230用于改變第二繩索220延伸方向，第二繩索220配合在導(dǎo)向滑輪230上，所述導(dǎo)向滑輪組件設(shè)在支架100上。多個(gè)繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)300用于對(duì)所述繩索進(jìn)行預(yù)緊，每個(gè)繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)300包括第一預(yù)緊螺釘310、第二預(yù)緊螺釘320、滑軌330和滑塊340，第一繩索210的另一端與第一預(yù)緊螺釘310相連。第二繩索220的另一端與第二預(yù)緊螺釘320相連?；?30設(shè)在支架100上?；瑝K340可移動(dòng)地設(shè)在滑軌330上，第一預(yù)緊螺釘310和第二預(yù)緊螺釘320分別從滑塊340在滑軌330延伸方向上的兩端面旋進(jìn)滑塊340。多個(gè)絲桿推力機(jī)構(gòu)400，每個(gè)絲桿推力機(jī)構(gòu)400包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)410、絲桿420和螺母組件430，驅(qū)動(dòng)電機(jī)410設(shè)在支架100上。絲桿420可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在支架100上且與驅(qū)動(dòng)電機(jī)410傳動(dòng)連接。螺母組件430套設(shè)在絲桿420上且與絲桿420螺紋配合，滑塊340與螺母組件430相連。

下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1的工作過(guò)程。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)410帶動(dòng)絲桿420轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿420轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺母組件430軸向移動(dòng)，螺母組件430軸向移動(dòng)帶動(dòng)滑塊340在滑軌330上滑動(dòng)，并帶動(dòng)滑塊340上的第一預(yù)緊螺釘310和第二預(yù)緊螺釘320一同移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一繩索210和第二繩索220的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的柔性臂的動(dòng)作控制過(guò)程。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1，通過(guò)設(shè)置多個(gè)繩索引出布置機(jī)構(gòu)200、多個(gè)繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)300和多個(gè)絲桿推力機(jī)構(gòu)400，大大簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)裝置1的機(jī)構(gòu)、減小了驅(qū)動(dòng)裝置1的尺寸，減輕了柔性臂的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)柔性臂的輕量化設(shè)計(jì)目標(biāo)。

并且，本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1，相比相關(guān)技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置1靈活的將繩索引出布置機(jī)構(gòu)200、繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)300和絲桿推力機(jī)構(gòu)400結(jié)合在一起，一方面解決了傳統(tǒng)三繩索驅(qū)動(dòng)裝置中驅(qū)動(dòng)電機(jī)過(guò)多帶來(lái)的成本高昂和算法復(fù)雜的問(wèn)題，另一方面解決了傳統(tǒng)四繩驅(qū)動(dòng)裝置中預(yù)緊力小、負(fù)載小的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了在減少電機(jī)數(shù)量、簡(jiǎn)化算法的同時(shí)，提升預(yù)緊力和負(fù)載大小。

此外，本發(fā)明的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1中，一方面，巧妙的將絲桿推力機(jī)構(gòu)400與繩子輪系機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了四線(xiàn)絲桿驅(qū)動(dòng)柔性臂，解決了三線(xiàn)驅(qū)動(dòng)絲桿驅(qū)動(dòng)的不足，減少了驅(qū)動(dòng)相同自由度需要的電機(jī)數(shù)量，降低了相關(guān)配套的成本，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)算法。另一方面，巧妙運(yùn)用預(yù)緊螺釘對(duì)繩索進(jìn)行預(yù)緊，解決了傳統(tǒng)四線(xiàn)卷線(xiàn)器驅(qū)動(dòng)中預(yù)緊力不足的劣勢(shì)，利用預(yù)緊螺釘?shù)男M(jìn)與旋出，合理調(diào)節(jié)預(yù)緊力的大小，同時(shí)預(yù)緊螺釘本身的螺紋鎖緊，可保持預(yù)緊力的大小。

因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小和質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。

下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，如圖1-圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1包括支架100、引出布置機(jī)構(gòu)200、繩索固定預(yù)緊機(jī)構(gòu)300和絲桿推力機(jī)構(gòu)400。

具體地，支架100由多個(gè)支撐板110拼接而成。這樣便于支架100的生產(chǎn)加工和安裝。

更為具體地，如圖4所示，多個(gè)支撐板110包括前支撐板111、兩個(gè)側(cè)支撐板112和下支撐板113(上下方向如圖1中的箭頭a所示，前后方向如圖1中的箭頭b所示)。每個(gè)側(cè)支撐板112的前端與前支撐板111相連。兩個(gè)側(cè)支撐板112分別與下支撐板113的兩側(cè)相連，前支撐板111與下支撐板113的前端相連。這樣便于支撐板110對(duì)柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐。

進(jìn)一步地，如圖4所示，下支撐板113在上下方向上位于前支撐板111和側(cè)支撐板112的中部。這樣便于提高支撐板110的穩(wěn)定性和可靠性。

更進(jìn)一步地，滑軌330通過(guò)螺紋緊固件安裝在下支撐板113上。這樣便于下支撐板113對(duì)滑軌330進(jìn)行支撐，便于提高滑軌330的可靠固定。

可選地，如圖5所示，絲桿推力機(jī)構(gòu)400還包括所述軸承座，所述軸承座設(shè)在支架100上，絲桿420通過(guò)所述軸承座可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在支撐板110上。這樣便于絲桿420與支撐板110的連接。

進(jìn)一步地，如圖5所示，所述軸承座為多個(gè)且包括固定型軸承座441和支撐型軸承座442，固定型軸承座441設(shè)在下支撐板113上，絲桿420的一端配合在固定型軸承座441內(nèi)。支撐型軸承座442設(shè)在前支撐板111上，絲桿420的另一端配合在支撐型軸承座442內(nèi)。這樣便于絲桿420的設(shè)置。

圖1-圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1。如圖1所示，柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1還包括多個(gè)繩套500，每個(gè)繩套500分別與所述柔性臂的柔性臂本體和驅(qū)動(dòng)裝置1相連，多個(gè)第一繩索210分別穿過(guò)多個(gè)繩套500。這樣便于驅(qū)動(dòng)裝置1驅(qū)動(dòng)柔性臂本體運(yùn)動(dòng)。

具體地，第二繩索220的延伸方向通過(guò)導(dǎo)向滑輪230改變180度。這樣便于改變第二繩索220的方向。

可選地，如圖5所示，驅(qū)動(dòng)電機(jī)410通過(guò)聯(lián)軸器600與絲桿420傳動(dòng)連接。這樣便于驅(qū)動(dòng)電機(jī)410對(duì)絲桿420進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

下面參考附圖具體描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1的工作過(guò)程。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)410通過(guò)聯(lián)軸器600帶動(dòng)絲桿420轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿420轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺母組件430軸向移動(dòng)，螺母組件430軸向移動(dòng)帶動(dòng)滑塊340在滑軌330上滑動(dòng)，并帶動(dòng)滑塊340上的第一預(yù)緊螺釘310和第二預(yù)緊螺釘320一同移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一繩索210和第二繩索220的移動(dòng)，第二繩索220的延伸方向通過(guò)導(dǎo)向滑輪230改變180度，多個(gè)第一繩索210分別穿過(guò)多個(gè)繩套500，驅(qū)動(dòng)裝置1驅(qū)動(dòng)柔性臂本體運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性臂的驅(qū)動(dòng)裝置1的其他構(gòu)成以及操作對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，這里不再詳細(xì)描述。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。