专利名称：一种回转式机械臂的钢丝绳传动机构的制作方法
技术领域：
本发明属于机械臂技术领域，具体涉及回转式机械臂的钢丝绳传动机构。
背景技术：
机械臂用于狭小纵深运动空间内的远端操控、目标检测等应用场合，通常由单节机械臂通过回转关节串接而成并作为末端操作器的支撑部件，对机械臂的避障能力及末端携带负载能力要求较高，多级串接机械臂的关节驱动方式是决定机械臂空间运动能力以及末端携载能力的关键要素。为减轻多级串接机械臂的自重以提高其纵深空间运动及末端携载能力，到目前为止将钢丝绳用于关节驱动已有较多应用，现有机械臂的钢丝绳驱动机构多位于关节附件或机械臂内部，其突出缺点是在多级串接机械臂中，本级钢丝绳驱动机构成为上一级关节的 负载，造成机械臂总体重量和内部消耗增加，对外做功能力降低，多级机械臂串接扩展能力差。荷兰爱思唯尔(Elsevier)科学出版公司出版的《聚变工程与设计》(FusionEngineering and Design, 83 (2008), pp: 1833 - 1836.)中提到一种每个关节具有两个自由度的多级串接机械臂机构，每个关节的自由度由单根钢丝绳驱动，采用平行四边形连杆机构的重力补偿装置。但该关节结构复杂且体积大，加工成本较高；由于关节钢丝绳驱动电机及传动机构安装在靠近关节的机械臂内部，在多关节机械臂中，下一级关节驱动电机及传动机构成为上一级关节臂的负载，机械臂自重大，机械臂内部消耗增加，末端携载能力差。中国专利公告号CN 100443770C介绍了一种用于机械臂的钢丝绳传动机构，大臂和小臂都为中空筒状；小臂驱动轴设有V形槽结构用来缠绕钢丝绳，小臂驱动轴两端通过轴承安装在大臂根部，大臂驱动轴固定在大臂根部，与小臂驱动轴保持同轴；小臂从动轴也设有V形槽结构用来缠绕钢丝绳，与小臂根部固定连接，两端通过轴承安装在大臂顶部，钢丝绳缠绕在小臂驱动轴和小臂从动轴的V形槽之间并且保持张紧状态，钢丝绳的端部固定在小臂上；钢丝绳张紧装置整体安装在大臂内部、小臂驱动轴和小臂从动轴之间，通过调整螺栓与张紧调整棒之间的拉力与钢丝绳传动过程的有效张力相平衡实现钢丝绳有效张力的调整。该钢丝绳传动机构的小臂驱动轴、从动轴和大臂驱动轴均位于其关节处，导致机械臂整体重量和械臂内部消耗增加，且小臂驱动轴安装在大臂根部，小臂的下一级机械臂和大臂的上一级机械臂无法与该机构串接，不适合多级机械臂串接扩展。
发明内容
本发明的目的是提供一种回转式机械臂的钢丝绳传动机构，不仅可在直线状态下传递驱动力，还可以在非直线状态下传递驱动力，适于多级机械臂串接扩展后的关节驱动，降低多级机械臂的自重和机械臂内部消耗，以提高多级机械臂串接扩展后的末端携载能力。本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构，包括一级机械臂和二级机械臂均为中空筒状，在一级机械臂的前端和二级机械臂以及各多级机械臂的两端按平行于机械臂长度方向设有相互平行的上、下两个凸台，二级机械臂后端的上、下凸台的外侧面置于一级机械臂前端的上、下凸台的内侧面之间，分别通过转轴和轴承相互连接并保持相对自由转动；一级关节驱动轮的转轴凸缘与二级机械臂后端的上、下凸台的内侧面固定连接；一级左旋钢丝绳和一级右旋钢丝绳的一端与一级关节驱动轮固定后分别按逆时针方向和顺时针方向缠绕在一级关节驱动轮的两道轮缘凹槽内，钢丝绳的另一端经一级机械臂的内部分别连接至固定在支撑基座上端面的一级钢丝绳驱动器；所述一级机械臂的后端通过法兰固定在支撑基座上；其特征在于所述一级左旋钢丝绳和一级右旋钢丝绳分别经由固定在一级机械臂内壁的一级左、右近关节端卡植和固定在基座上端面的一级左、右近驱动器端卡植之间的一级左、右护套，连接固定至一级钢丝绳驱动器上相应的两道轮缘凹槽内；该一级钢丝绳驱动器包括一级驱动器电机、一级驱动器法兰盘和一级驱动器电机 驱动轮一级驱动器电机通过一级驱动器法兰盘固定在支撑基座的上端面，一级驱动器电机驱动轮固定安装在一级驱动器电机输出轴一端高于支撑基座的上端面之上的位置，一级驱动器电机的输出轴轴线与支撑基座的上端面垂直；一级驱动器电机驱动轮的轮缘内开有与一级关节驱动轮的轮缘凹槽结构相同的两道凹槽，用来缠绕并固定一级左旋钢丝绳和一级右旋钢丝绳；所述一级左、右近关节端卡箍和一级左、右近驱动器端卡箍的结构相同，各卡箍端部一侧开有同轴心关系的卡箍盲孔和卡箍通孔，垂直于其根部凸缘下端面开有凸缘螺纹孔，各卡箍根部凸缘分别通过螺钉固定在一级机械臂的内壁和支撑基座的上端面，并使卡箍通孔和卡箍盲孔处于钢丝绳穿过的位置上，用于钢丝绳穿过的卡箍通孔的孔径大于钢丝绳的直径且小于护套的外径，用于限制固定护套的卡箍盲孔的孔径大小与护套的外径相同；所述的一级左护套和一级右护套为结构、截面尺寸、材质均相同的柔性中空细长金属管，由弹性金属丝/片在绕管的长度方向上螺旋绕制而成，护套的内腔直径为钢丝绳绳径的I. Γ1. 5倍，护套的外径为钢丝绳绳径的2 2. 5倍；所述一级左旋钢丝绳和一级右旋钢丝绳分别穿过一级左护套和一级右护套的内腔，一级左护套和一级右护套的两端分别嵌入相应侧的一级左、右近关节端卡箍和一级左、右近驱动器端卡箍的卡箍盲孔内以限制护套沿径向运动，两端的端面止于卡箍盲孔与卡箍通孔的阶梯面，以限制护套沿轴向运动；当将本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于三级机械臂时，可采用与上述二级机械臂结构完全相同的三级机械臂，采取与上述二级机械臂和一级机械臂之间完全相同的连结方式，将三级机械臂与二级机械臂相互连结；二级钢丝绳驱动器可排列固定在支撑基座上端面、位于一级钢丝绳驱动器与一级机械臂的相向的另一侧且靠近一级钢丝绳驱动器处；将本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于更多级机械臂时的连结方式可以此类推。还可以将钢丝绳表面均匀涂上一层高分子材料，以增加钢丝绳的耐腐蚀性，提高其在护套管内的润滑性和使用寿命，降低钢丝绳与护套内腔间的摩擦系数，提高钢丝绳的传递效率。由于本发明采取了由钢丝绳驱动器带动左旋钢丝绳和右旋钢丝绳分别在由弹性金属丝/片绕管长度方向螺旋绕制而成的左、右护套内腔内沿其轴线运动，采用左、右卡箍限制护套的径向和轴向运动，实现钢丝绳沿护套轴线的导向运动，本级机械臂的钢丝绳护套轴向弯曲以适应其余各级机械臂间的转角变化，实现钢丝绳非直线状态下的动力传递。由于本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构中采取了将钢丝绳驱动器置于支撑基座上，仅通过钢丝绳和护套与机械臂连接，有效降低了机械臂的自重和机械臂内部消耗，提闻了多级机械臂串接扩展后的末端携载能力；由于本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构中采用卡箍限制护套的径向和轴向运动，实现钢丝绳沿护套内腔的导向运动，这种传动机构不仅局限于钢丝绳在直线状态下传递驱动力，还可以实现钢丝绳非直线状态下传递驱动力；
本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构中，各级机械臂均采用相同的护套导向的钢丝绳驱动方式，本级机械臂的钢丝绳护套轴向弯曲可以适应前级机械臂间的关节转角变化，尤其适用于狭小纵深空间内的多级机械臂避障和末端执行操作的应用场合。
图I是本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于二级机械臂时的实施方式的钢丝绳传动机构纵向剖视示意图。图2是本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构中的近关节端卡箍侧向的结构剖视不意图。图3是将本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于三级机械臂时的钢丝绳传动机构纵向剖视示意图。
具体实施例方式实施例I :本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于二级机械臂时的实施方式图I给出了本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于二级机械臂时实施方式的回转式机械臂的钢丝绳传动机构纵向剖视示意图，图2给出了本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构中的近关节端卡箍侧向的结构剖视示意图。为叙述方便，图I中所示，读者视角所处的方向为“上”，反之为“下”；下文中所称的“左” “右”与附图本身的左右方向一致；各级机械臂的两端分别称为“前端”和“后端”，但并不对本发明的结构起限定作用。如图I和图2中所示，本实施例一级机械臂4前端的上、下凸台分别与二级机械臂I后端的上、下凸台通过转轴和轴承连接，二者可以相对自由转动；一级关节驱动轮2的转轴凸缘与二级机械臂I后端的上、下凸台的内侧面固定连接，一级机械臂4后端通过法兰7与支撑基座8固定；一级钢丝绳驱动器10固定在支撑基座8的上端面上。所述一级钢丝绳驱动器10包括一级电机12、一级法兰盘13和一级电机驱动轮11，一级电机12的输出轴一端位于支撑基座8的上端面之上,一级电机12的输出轴轴线与支撑基座8的上端面垂直，将一级电机驱动轮11与一级电机12的输出轴通过键连接固定；一级电机12通过一级法兰盘13固定在支撑基座8的上端面上。两个完全相同的一级左、右近关节端卡箍5a、5b位于一级机械臂4的内部，垂直于其根部凸缘53下端面的凸缘螺纹孔54分别通过螺钉与一级机械臂4前端相应侧的一级左、右螺纹孔41、42连接，使一级左、右近关节端卡箍5a、5b与一级机械臂4的臂壁保持相对固定；卡箍盲孔51 —侧朝向一级机械臂4后端,一级左、右近关节端卡箍5a、5b的卡箍通孔52的中心线均与一级机械臂4的纵向保持平行关系。两个相同的一级左、右近驱动器端卡箍9a、9b置于一级钢丝绳驱动器10与一级机械臂4之间，并固定在支撑基座8的上端面；其卡箍盲孔51 —侧朝向一级机械臂4后端,其根部凸缘53下端面与支撑基座8的上端面通过螺钉固定，两个一级左、右近驱动器端卡箍9a、9b的卡箍通孔52的中心线保持平行，通过在一级左、右近驱动器端卡箍9a、9b的根部凸缘53下端面与支撑基座8的上端面之间增加合适厚度的垫块，调整并保持两个一级左、右近驱动器端卡箍9a、9b的卡箍通孔52的中心线分别位于过一级电机驱动轮11的两个轮缘凹槽底部中心且垂直于一级电机12的输出轴轴线的两个平面上，并分别与一级电机驱动轮11的两个轮缘凹槽底部相切。将一级左、右护套6a、6b的一端紧紧嵌入相应侧的一级左、右近关节端卡箍5a、5b的卡箍盲孔51内，端面止于其卡箍盲孔51与卡箍通孔52的阶梯面,一级左、右护套6a、6b·的另一端紧紧嵌入相应侧的一级左、右近驱动器端卡箍9a、9b的卡箍盲孔51内，端面止于其卡箍盲孔51与卡箍通孔52的阶梯面；护套两端通过紧紧嵌入卡箍的卡箍盲孔51内，可以限制护套沿径向和轴向的运动。一级左旋钢丝绳3a和一级右旋钢丝绳3b的一端分别与一级关节驱动轮2固定，并分别按逆时针方向和顺时针方向缠绕在一级关节驱动轮2的两道轮缘凹槽内，一级左旋钢丝绳3a的另一端依次穿过相应侧的一级左近关节端卡箍5a的卡箍通孔52、一级左护套6a内腔、一级左近驱动器端卡箍9a的卡箍通孔52，并按逆时针方向缠绕在一级电机驱动轮11的凹槽内，涨紧后与一级电机驱动轮11保持相对固定；同样，一级右旋钢丝绳3b的另一端依次穿过相应侧的一级右近关节端卡箍5b的卡箍通孔52、一级右护套6b内腔、一级右近驱动器端卡箍9b的卡箍通孔52，并按顺时针方向缠绕在一级电机驱动轮11的另一道凹槽内，涨紧后与一级电机驱动轮11保持相对固定。本发明的第一种实施方式中，一级钢丝绳驱动器10的一级电机驱动轮11转动带动一级左旋钢丝绳3a和一级右旋钢丝绳3b分别在一级左护套6a和一级右护套6b内腔内沿其轴线运动，进而传递驱动力到一级关节驱动轮2，实现了钢丝绳非直线状态下的动力传递；钢丝绳保持涨紧状态下，一级关节驱动轮2与一级电机驱动轮11保持同向和同步转动，进而实现二级机械臂I相对于一级机械臂4的自由回转运动。在本实施方式中，一级左、右近关节端卡箍5a、5b，一级左、右近驱动器端卡箍9a、9b，一级左、右护套6a、6b和一级钢丝绳驱动器10作为一套完整的钢丝绳传动机构，只用于二级机械臂I相对于一级机械臂4的回转驱动，与多级机械臂中的其它机械臂回转驱动机构相独立，互不影响。因此，多级机械臂中的其它机械臂回转驱动需要分别配置与二级机械臂I回转驱动相同的、独立的钢丝绳传动机构，下面通过本发明第二种实施方式对此做一详细说明。实施例2 :将本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于多级机械臂的实施方式当将本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于三级机械臂14时，可采用与上述二级机械臂I结构完全相同的三级机械臂14，采取与上述二级机械臂I和一级机械臂4之间完全相同的连结方式，将三级机械臂14与二级机械臂I相互连结。对于更多级机械臂串接的情况，其它各多级机械臂之间的连结方式可依此类推。图3是将本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于三级机械臂时的钢丝绳传动机构纵向剖视示意图。本实施例中仅以三级机械臂14后端串接在二级机械臂I前端，通过本发明的钢丝绳传动机构实现三级机械臂14相对于二级机械臂I的回转驱动为例进行说明，再与三级机械臂14前端串接的所有其它各多级机械臂的驱动机构及连接方式均可依此类推。如图3中所示，所述三级机械臂14后端的上、下凸台内侧面与二级关节驱动轮21的转轴凸缘的端部固定连接；三级机械臂14后端的上、下凸台分别与二级机械臂I前端的上、下凸台通过转轴和轴承连接，采取和二级机械臂I后端与一级机械臂4前端的上、下凸台的连接方式完全相同的方式，使三级机械臂14可以相对于二级机械臂I自由转动。在二级机械臂I前端开有平行于二级机械臂I横截面的、贯穿臂壁的二级左、右螺
纹孔411、412，其方位、大小分别与一级机械臂4的两个一级左、右螺纹孔41、42相同，两个完全相同的二级左、右近关节端卡箍5al、5b2均置于二级机械臂I的内部，分别与一级机械臂4的一级左、右近关节端卡箍5a、5b的方位调整、安装固定方式相同,卡箍盲孔51 —侧朝向二级机械臂I后端，二级左、右近关节端卡箍5al、5b2的卡箍通孔52的中心线均与二级机械臂I的纵向保持平行关系；将二级钢丝绳驱动器101排列固定在支撑基座8上端面、位于一级钢丝绳驱动器10与一级机械臂4的相向的另一侧且靠近一级钢丝绳驱动器10 ;两个二级左、右近驱动器端卡箍9al、9b2与二级钢丝绳驱动器101位于支撑基座8的上端面，固定在一级钢丝绳驱动器与二级钢丝绳驱动器之间的二级左旋钢丝绳和二级右旋钢丝绳经过的位置；二级左、右近驱动器端卡箍9al、9b2的卡箍通孔52的中心线和二级电机驱动轮111的相互位置关系与前一种实施方式中所述的一级左、右近驱动器端卡箍9a、9b的卡箍通孔52的中心线和一级电机驱动轮11相互位置关系相同；二级电机驱动轮111、二级电机121和二级法兰盘131的相互位置关系、连接与安装方式均与前一种实施方式中所述的一级电机驱动轮11、一级电机12和一级法兰盘13的相互位置关系、连接与安装方式相同；二级左护套6al和二级右护套6b2的两端嵌入相应侧的二级左、右近关节端卡箍5al、5b2的卡箍盲孔51内和二级左、右近驱动器端卡箍9al、9b2的卡箍盲孔51内，本实施例中的二级左护套6al和二级右护套6b2的长度等于前一种实施方式中一级左护套6a或一级右护套6b的长度与二级机械臂I的纵向长度之和。二级左旋钢丝绳3al和二级右旋钢丝绳3b2的一端分别按逆时针和顺时针方向缠绕在二级关节驱动轮21的两道轮缘凹槽内并与之固定，并分别依次穿过相应侧的二级左、右近关节端卡箍5al、5b2的卡箍通孔52、二级左、右护套6al、6b2内腔、二级左、右近驱动器端卡箍9al、9b2的卡箍通孔52，并分别按同样方向缠绕在二级电机驱动轮111的凹槽内并与之固定。本实施方式中，二级钢丝绳驱动器101带动二级左旋钢丝绳3al和二级右旋钢丝绳3b2在二级左护套6al和二级右护套6b2内腔内分别沿其轴线运动，进而传递驱动力到三级机械臂14后端的二级关节驱动轮21 ;二级左护套6al和二级右护套6b2的轴向弯曲以适应二级机械臂I与一级机械臂4间的关节运动引起的转角变化，实现了钢丝绳非直线状态下的动力传递，因此，本发明尤其适合于多级机械臂串接扩展后的关节钢丝绳驱动场合。将本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构用于更多级机械臂时的连结方式可以此类推。本发明的上述两种实施方式中，左、右近驱动器端卡箍的卡箍通孔的中心线与一级机械臂4的纵向保持完全或接近平行关系，将会减小护套的轴向弯曲程度，可以有效降低钢丝绳与护套内腔间的摩擦，提高钢丝绳的传递效率。由于本发明采取了由钢丝绳驱动器带动左旋钢丝绳和右旋钢丝绳分别在由弹性金属丝/片绕管长度方向螺旋绕制而成的左、右护套内腔内沿其轴线运动，采用左、右卡箍限制护套的径向和轴向运动，实现钢丝绳沿护套轴线的导向运动，本级机械臂的钢丝绳护套轴向弯曲可以适应其余各前级机械臂间的转角变化，实现钢丝绳非直线状态下的动力传递。各级机械臂的钢丝绳驱动器位于支撑基座8上，有效降低了机械臂的自重和内部消耗，提高了多级机械臂串接扩展后的末端携载能力，尤其适用于狭小纵深空间内的多级机械臂避障和末端执行操作的应用场合。
本发明回转式机械臂的钢丝绳传动机构还可以将钢丝绳表面均匀涂上一层高分子材料，以增加钢丝绳的耐腐蚀性，提高其在护套管内的润滑性和使用寿命，降低钢丝绳与护套内腔间的摩擦系数，提高钢丝绳的传递效率。
权利要求
1.一种回转式机械臂的钢丝绳传动机构，包括一级机械臂(4)和二级机械臂(I)均为中空筒状，在一级机械臂(4)前端和二级机械臂(I)的两端平行于机械臂长度方向设有相互平行的上、下两个凸台，二级机械臂(I)后端的上、下凸台的外侧面置于一级机械臂(4)前端的上、下凸台的内侧面之间，分别通过转轴和轴承相互连接并保持相对自由转动；一级关节驱动轮(2)的转轴凸缘与二级机械臂(I)后端的上、下凸台的内侧面固定连接；一级左旋钢丝绳(3a)和一级右旋钢丝绳(3b)的一端与一级关节驱动轮(2)固定后分别按逆时针和顺时针方向缠绕在一级关节驱动轮(2)的两道轮缘凹槽内，钢丝绳的另一端经一级机械臂(4)的内部分别连接至固定在支撑基座(8)的上端面的一级钢丝绳驱动器(10);所述一级机械臂(4)的后端通过法兰(7)固定在支撑基座(8)上； 其特征在于 所述一级左旋钢丝绳(3a)和一级右旋钢丝绳(3b)分别经由固定在一级机械臂(4)内·壁的一级左、右近关节端卡箍(5a、5b)和固定在基座(8)上端面的一级左、右近驱动器端卡·箍(9a、9b)之间的一级左、右护套(6a、6b)后，连接固定至一级钢丝绳驱动器(10)上相应的两道轮缘凹槽内； 该一级钢丝绳驱动器(10)包括一级驱动器电机(12)、一级驱动器法兰盘(13)和一级驱动器电机驱动轮(11):一级驱动器电机(12)通过一级驱动器法兰盘(13)固定在支撑基座(8)的上端面上，一级驱动器电机驱动轮(11)固定安装在一级驱动器电机(12)输出轴一端高于支撑基座(8)的上端面之上的位置，一级驱动器电机(12)输出轴的轴线与支撑基座(8)的上端面垂直；一级驱动器电机驱动轮(11)的轮缘内开有与一级关节驱动轮(2)的轮缘凹槽结构相同的两道凹槽，用来缠绕并固定一级左旋钢丝绳(3a)和一级右旋钢丝绳(3b)； 所述一级左、右近关节端卡箍(5a、5b)和一级左、右近驱动器端卡箍(9a、9b)的结构相同，各卡箍端部一侧开有同轴心关系的卡箍盲孔(51)和卡箍通孔(52)，垂直于其根部凸缘(53)下端面开有凸缘螺纹孔(54)，各卡箍根部凸缘(53)通过螺钉分别固定在一级机械臂(4)的内壁和支撑基座(8)的上端面，并使卡箍通孔(52)和卡箍盲孔(51)处于钢丝绳穿过的位置上；用于钢丝绳穿过的卡箍通孔(52)的孔径大于钢丝绳的直径且小于护套的外径，用于限制固定护套的卡箍盲孔(51)的孔径大小与护套的外径相同； 所述一级左护套(6a)和一级右护套(6b)为结构、截面尺寸、材质均相同的柔性中空细长金属管，由弹性金属丝/片在绕管的长度方向上螺旋绕制而成，护套的内腔直径为钢丝绳绳径的I. Γ1. 5倍，护套的外径为钢丝绳绳径的2 2. 5倍； 所述一级左旋钢丝绳(3a)和一级右旋钢丝绳(3b)分别穿过一级左护套(6a)和一级右护套(6b)的内腔，一级左护套(6a)和一级右护套(6b)的两端分别嵌入相应侧的一级左、右近关节端卡箍(5a、5b)的卡箍盲孔(51)内和一级左、右近驱动器端卡箍(9a、9b)的卡箍盲孔(51)内以限制护套径向运动；护套两端的端面止于卡箍盲孔(51)与卡箍通孔(52)之间的阶梯面，以限制护套轴向运动。
2.如权利要求I所述的回转式机械臂的钢丝绳传动机构，特征在于采用与二级机械臂(I)结构完全相同的三级机械臂(14)，采取与所述二级机械臂(I)和一级机械臂(4)之间相同的连结方式，将三级机械臂(14)与二级机械臂(I)相互连结，二级钢丝绳驱动器(101)排列固定在支撑基座(8)上端面、位于一级钢丝绳驱动器(10)与一级机械臂(4)的相向的另一侧且靠近一级钢丝绳驱动器(10);具体为将三级机械臂(14)后端的上、下凸台内侧面与二级关节驱动轮(21)的转轴凸缘的端部固定连接；该三级机械臂(14)后端的上、下凸台分别与所述二级机械臂(I)前端的上、下凸台通过转轴和轴承连接的方式和二级机械臂(I)后端与一级机械臂(4)前端的上、下凸台的连接方式完全相同，三级机械臂(14)可以相对于二级机械臂(I)自由转动； 二级左、右近驱动器端卡箍(9al、9b2)位于支撑基座(8)的上端面，固定在一级钢丝绳驱动器(10)与二级钢丝绳驱动器(101)之间的二级左旋钢丝绳(3al)和二级右旋钢丝绳(3b2 )经过的位置；二级电机驱动轮(111 )、二级电机(121)和二级法兰盘(131)的相互位置关系、连接与安装方式均与所述一级电机驱动轮(11)、一级电机(12)和一级法兰盘(13)的相互位置关系、连接与安装方式相同；二级左护套(6al)和二级右护套(6b2)的两端分别嵌入相应侧的二级左、右近关节端卡箍(5al、5b2)和二级左、右近驱动器端卡箍(9al、9b2)的卡箍盲孔(51)内； 一端固定在二级关节驱动轮(21)凹槽内的二级左旋钢丝绳(3al)和二级右旋钢丝绳 (3b2)分别按逆时针和顺时针方向缠绕在二级关节驱动轮(21)的两道轮缘凹槽内，并分别依次穿过相应侧的二级左、右近关节端卡箍(5al、5b2)的卡箍通孔(52)、二级左、右护套(6al、6b2)内腔、二级左、右近驱动器端卡箍(9al、9b2)的卡箍通孔(52)，并分别按同样方向缠绕在二级电机驱动轮(111)的凹槽内并与之固定。
3.如权利要求I或2所述的回转式机械臂的钢丝绳传动机构，特征在于将钢丝绳表面均匀涂上一层高分子材料，以增加钢丝绳的耐腐蚀性，提高其在护套管内的润滑性和使用寿命，降低钢丝绳与护套内腔间的摩擦系数，提高钢丝绳的传递效率。
全文摘要
本发明公开了一种回转式机械臂的钢丝绳传动机构，特征是由钢丝绳驱动器带动左旋钢丝绳和右旋钢丝绳分别在由弹性金属丝/片绕管长度方向螺旋绕制而成的左、右护套内腔内沿其轴线运动，采用左、右卡箍限制护套的径向和轴向运动，实现钢丝绳沿护套轴线的导向运动，本级机械臂的钢丝绳护套轴向弯曲以适应其余各前级机械臂间的转角变化，实现钢丝绳非直线状态下的动力传递。各级机械臂的钢丝绳驱动器位于支撑基座上，有效降低了机械臂的自重和内部消耗，提高了多级机械臂串接扩展后的末端携载能力，尤其适用于狭小纵深空间内的多级机械臂避障和末端执行操作的应用场合。
文档编号B25J18/00GK102941579SQ201210407310
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者吴宝元, 闫清泉, 张强, 汪增福 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院