柔性臂的驱动装置的制作方法

本发明涉及智能机械臂技术领域，具体而言，涉及一种柔性臂的驱动装置。

背景技术：

相关技术中的柔性臂关节一般采用三根绳索和四根绳索约束；三根绳索约束时，驱动电机通过滚珠丝杆带动一根绳索，驱动装置电机数量多，成本高，系统算法复杂。四根绳索驱动时，驱动电机通过卷线器绕转带动两根绳索，预紧力小，负载小。在柔性臂的使用中，这两种驱动装置已成为其性能提升的瓶颈。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种柔性臂的驱动装置，该柔性臂的驱动装置具有结构简单、尺寸小和质量轻等优点。

为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种柔性臂的驱动装置，所述柔性臂的驱动装置包括：支架；多个绳索引出布置机构，每个所述绳索引出布置机构包括：第一绳索，所述第一绳索的一端与所述柔性臂的柔性臂本体相连；第二绳索，所述第二绳索的一端与所述柔性臂的柔性臂本体相连；用于改变所述第二绳索延伸方向的导向滑轮，所述第二绳索配合在所述导向滑轮上，所述导向滑轮组件设在所述支架上；多个用于对所述绳索进行预紧的绳索固定预紧机构，每个所述绳索固定预紧机构包括：第一预紧螺钉，所述第一绳索的另一端与所述第一预紧螺钉相连；第二预紧螺钉，所述第二绳索的另一端与所述第二预紧螺钉相连；滑轨，所述滑轨设在所述支架上；滑块，所述滑块可移动地设在所述滑轨上，所述第一预紧螺钉和所述第二预紧螺钉分别从所述滑块在所述滑轨延伸方向上的两端面旋进所述滑块；多个丝杆推力机构，每个所述丝杆推力机构包括：驱动电机，所述驱动电机设在所述支架上；丝杆，所述丝杆可转动地设在所述支架上且与所述驱动电机传动连接；螺母组件，所述螺母组件套设在所述丝杆上且与所述丝杆螺纹配合，所述滑块与所述螺母组件相连。

根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置，具有结构简单、尺寸小和质量轻等优点。

另外，根据本发明上述实施例的柔性臂的驱动装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述支架由多个支撑板拼接而成。这样便于所述支架的加工和安装。

进一步地，多个所述支撑板包括：前支撑板；两个侧支撑板，每个所述侧支撑板的前端与所述前支撑板相连；下支撑板，两个所述侧支撑板分别与所述下支撑板的两侧相连，所述前支撑板与所述下支撑板的前端相连。这样便于所述支撑板对所述柔性臂的驱动装置的其他结构进行支撑。

更进一步地，所述下支撑板在上下方向上位于所述前支撑板和所述侧支撑板的中部。这样便于提高所述支撑板的稳定性和可靠性。

根据本发明进一步的实施例，所述滑轨通过螺纹紧固件安装在所述下支撑板上。这样便于所述下支撑板对所述滑轨进行支撑。

可选地，所述丝杆推力机构还包括轴承座，所述轴承座设在所述支架上，所述丝杆通过所述轴承座可转动地设在所述支撑板上。这样便于所述丝杆与所述支撑板的连接。

进一步地，所述轴承座为多个且包括：固定型轴承座，所述固定型轴承座设在所述下支撑板上，所述丝杆的一端配合在所述固定型轴承座内；支撑型轴承座，所述支撑型轴承座设在所述前支撑板上，所述丝杆的另一端配合在所述支撑型轴承座内。这样便于所述丝杆的设置。

根据本发明的又一个实施例，所述柔性臂的驱动装置还包括多个绳套，每个所述绳套分别与所述柔性臂的柔性臂本体和所述驱动装置相连，多个所述第一绳索分别穿过多个所述绳套。这样便于所述驱动装置驱动柔性臂本体运动。

可选地，所述第二绳索的延伸方向通过所述导向滑轮改变180度。这样便于改变所述第二绳索的方向。

根据本发明的再一个实施例，所述驱动电机通过联轴器与所述丝杆传动连接。这样便于所述驱动电机对所述丝杆进行驱动。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置的剖视图。

图3是根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置的局部剖视图。

图4是根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置的支撑板的结构示意图。

图5是根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置的丝杆推力机构的结构示意图。

附图标记：柔性臂的驱动装置1、支架100、支撑板110、前支撑板111、侧支撑板112、下支撑板113、绳索引出布置机构200、第一绳索210、第二绳索220、导向滑轮230、绳索固定预紧机构300、第一预紧螺钉310、第二预紧螺钉320、滑轨330、滑块340、丝杆推力机构400、驱动电机410、丝杆420、螺母组件430、固定型轴承座441、支撑型轴承座442、绳套500、联轴器600。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置1。

如图1-图5所示，根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置1包括支架100、引出布置机构200、绳索固定预紧机构300和丝杆推力机构400。

多个绳索引出布置机构200，每个绳索引出布置机构200包括第一绳索210、第二绳索220和导向滑轮230，第一绳索210的一端与所述柔性臂的柔性臂本体相连。第二绳索220的一端与所述柔性臂的柔性臂本体相连。导向滑轮230用于改变第二绳索220延伸方向，第二绳索220配合在导向滑轮230上，所述导向滑轮组件设在支架100上。多个绳索固定预紧机构300用于对所述绳索进行预紧，每个绳索固定预紧机构300包括第一预紧螺钉310、第二预紧螺钉320、滑轨330和滑块340，第一绳索210的另一端与第一预紧螺钉310相连。第二绳索220的另一端与第二预紧螺钉320相连。滑轨330设在支架100上。滑块340可移动地设在滑轨330上，第一预紧螺钉310和第二预紧螺钉320分别从滑块340在滑轨330延伸方向上的两端面旋进滑块340。多个丝杆推力机构400，每个丝杆推力机构400包括驱动电机410、丝杆420和螺母组件430，驱动电机410设在支架100上。丝杆420可转动地设在支架100上且与驱动电机410传动连接。螺母组件430套设在丝杆420上且与丝杆420螺纹配合，滑块340与螺母组件430相连。

下面参考附图描述根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置1的工作过程。

驱动电机410带动丝杆420转动，丝杆420转动带动螺母组件430轴向移动，螺母组件430轴向移动带动滑块340在滑轨330上滑动，并带动滑块340上的第一预紧螺钉310和第二预紧螺钉320一同移动，实现第一绳索210和第二绳索220的移动，从而实现机器人的柔性臂的动作控制过程。

根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置1，通过设置多个绳索引出布置机构200、多个绳索固定预紧机构300和多个丝杆推力机构400，大大简化了驱动装置1的机构、减小了驱动装置1的尺寸，减轻了柔性臂的质量，实现柔性臂的轻量化设计目标。

并且，本发明实施例的柔性臂的驱动装置1，相比相关技术中的驱动装置，驱动装置1灵活的将绳索引出布置机构200、绳索固定预紧机构300和丝杆推力机构400结合在一起，一方面解决了传统三绳索驱动装置中驱动电机过多带来的成本高昂和算法复杂的问题，另一方面解决了传统四绳驱动装置中预紧力小、负载小的问题，实现了在减少电机数量、简化算法的同时，提升预紧力和负载大小。

此外，本发明的柔性臂的驱动装置1中，一方面，巧妙的将丝杆推力机构400与绳子轮系机构进行结合，实现了四线丝杆驱动柔性臂，解决了三线驱动丝杆驱动的不足，减少了驱动相同自由度需要的电机数量，降低了相关配套的成本，简化了驱动算法。另一方面，巧妙运用预紧螺钉对绳索进行预紧，解决了传统四线卷线器驱动中预紧力不足的劣势，利用预紧螺钉的旋进与旋出，合理调节预紧力的大小，同时预紧螺钉本身的螺纹锁紧，可保持预紧力的大小。

因此，根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置1具有结构简单、尺寸小和质量轻等优点。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的柔性臂的驱动装置1。

在本发明的一些具体实施例中，如图1-图5所示，根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置1包括支架100、引出布置机构200、绳索固定预紧机构300和丝杆推力机构400。

具体地，支架100由多个支撑板110拼接而成。这样便于支架100的生产加工和安装。

更为具体地，如图4所示，多个支撑板110包括前支撑板111、两个侧支撑板112和下支撑板113(上下方向如图1中的箭头a所示，前后方向如图1中的箭头b所示)。每个侧支撑板112的前端与前支撑板111相连。两个侧支撑板112分别与下支撑板113的两侧相连，前支撑板111与下支撑板113的前端相连。这样便于支撑板110对柔性臂的驱动装置1的其他结构进行支撑。

进一步地，如图4所示，下支撑板113在上下方向上位于前支撑板111和侧支撑板112的中部。这样便于提高支撑板110的稳定性和可靠性。

更进一步地，滑轨330通过螺纹紧固件安装在下支撑板113上。这样便于下支撑板113对滑轨330进行支撑，便于提高滑轨330的可靠固定。

可选地，如图5所示，丝杆推力机构400还包括所述轴承座，所述轴承座设在支架100上，丝杆420通过所述轴承座可转动地设在支撑板110上。这样便于丝杆420与支撑板110的连接。

进一步地，如图5所示，所述轴承座为多个且包括固定型轴承座441和支撑型轴承座442，固定型轴承座441设在下支撑板113上，丝杆420的一端配合在固定型轴承座441内。支撑型轴承座442设在前支撑板111上，丝杆420的另一端配合在支撑型轴承座442内。这样便于丝杆420的设置。

图1-图5示出了根据本发明的柔性臂的驱动装置1。如图1所示，柔性臂的驱动装置1还包括多个绳套500，每个绳套500分别与所述柔性臂的柔性臂本体和驱动装置1相连，多个第一绳索210分别穿过多个绳套500。这样便于驱动装置1驱动柔性臂本体运动。

具体地，第二绳索220的延伸方向通过导向滑轮230改变180度。这样便于改变第二绳索220的方向。

可选地，如图5所示，驱动电机410通过联轴器600与丝杆420传动连接。这样便于驱动电机410对丝杆420进行驱动。

下面参考附图具体描述根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置1的工作过程。

驱动电机410通过联轴器600带动丝杆420转动，丝杆420转动带动螺母组件430轴向移动，螺母组件430轴向移动带动滑块340在滑轨330上滑动，并带动滑块340上的第一预紧螺钉310和第二预紧螺钉320一同移动，实现第一绳索210和第二绳索220的移动，第二绳索220的延伸方向通过导向滑轮230改变180度，多个第一绳索210分别穿过多个绳套500，驱动装置1驱动柔性臂本体运动。

根据本发明实施例的柔性臂的驱动装置1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。