专利名称：多自由度组合连接杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种预应力预紧缠绕机器人运动系统的连接，特别涉及一种多自 由度组合连接杆。
背景技术：
预应力缠绕机器人运动系统包括主动行走体、从动行走体和连接杆件，主动行走 体和从动行走体之间以及从动行走体与从动行走体之间采用连杆件铰接，主动行走体主动 运动并带动从动行走体运动，主动行走体和从动行走体均可起承载作用，此外，从动行走体 也可以不承载，仅起连接作用，预应力缠绕机器人在处于非水平缠绕时需将其运动系统的 主、从动行走体顺序排列并围绕于被缠绕结构指定表面上形成一铰接链环状组合体，这样 就需要很多仅起连接作用的从动行走体，从动行走体的增加使整个运动系统重量大大增 加，从而增加主动行走体的牵引力和传动功率，也就增加了制造成本和复杂程度，传统的连 接杆件是指一根直杆，其两端备有一个铰接孔，此种传统连接杆件不适用于缠绕机器人各 主、从动行走体间的连接，主要原因在于与机器人运动导轨干涉的问题。
实用新型内容为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种多自由度组合连接杆，其结构简单， 使用方便，可减少预应力缠绕机器人从动行走体的数量，减轻预应力缠绕机器人运动系统 中主动行走体的牵引功率。本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种多自由度组合连接 杆，预应力缠绕机器人的运动系统包括主动行走体、从动行走体和连接杆件，主动行走体与 从动行走体及从动行走体与从动行走体间通过连接杆件铰接连接，连接杆件为多自由度组 合连接杆，该多自由度组合连接杆包括至少三根连杆组件，分别为第一、二边连杆组件和中 央连杆组件，连杆组件依次铰接；预应力缠绕机器人的运动系统主要包括三个参数，即1)被缠绕结构导轨外半径其值应大于可以缠绕的被缠绕结构导轨外半径最小 值，否则将会发生连杆与被缠绕结构导轨的干涉，而发生卡死现象；2)主、从动行走体的外约束导向轮半径，应尽量取小值以保证缠绕机器人紧凑和 稳定，然而下降会导致约束轮与导轨的接触应力过高(接触强度下降)且造成节距下降，引 起从动行走体个数增加，从而增加了运动系统成本；3)连接杆件节距之半，主、从动行走体之间及两从动行走体之间的轴心连线为连 接杆件节距，连接杆件节距越大，则主、从动行走体的数量越少，这样有利于降低成本；由上述可见，被缠绕结构导轨外半径为被缠绕结构固有的，主、从动行走体的外约 束导向轮半径为满足机器人紧凑和稳定无法大幅增大，减少主、从动行走体的数量，降低成 本就只能通过将定长连杆改变为长度和夹角可变的多自由度组合连接杆来有效地增大节 距值；[0010]作为本发明的进一步改进，各连杆组件长度确定如下a.不发生干涉的单一连接杆件的长度为最小的相邻主从动行走体的约束导向轮 的轴心距的一半为Xmin，Xmin受被缠绕机架导轨外半径和主、从动行走体外约束导向轮的 半径影响，所述被缠绕机架导轨外半径为Rk，主、从动行走体外约束导向轮的半径为r，第一边连杆组件长度为^，第二边连杆组件长度为％，其中⑩，中央连杆组件长度为DF, Amin,由下式确定
权利要求1.一种多自由度组合连接杆，预应力缠绕机器人的运动系统包括主动行走体(1)、从 动行走体( 和连接杆件(3)，主动行走体(1)与从动行走体( 及从动行走体( 与从 动行走体( 间通过连接杆件( 铰接连接，其特征是连接杆件( 为多自由度组合连接 杆，该多自由度组合连接杆包括至少三根连杆组件(31)，分别为第一、二边连杆组件和中央 连杆组件，连杆组件(31)依次铰接。
2.如权利要求1所述的一种多自由度组合连接杆，其特征是各连杆组件(31)长度确 定如下a.不发生干涉的单一连接杆件C3)的长度为最小的相邻主从动行走体( 的约束导向 轮的轴心距的一半为Xmin，Xmin受被缠绕机架导轨外半径和主、从动行走体外约束导向轮 的半径影响，所述被缠绕机架导轨外半径为RK，主、从动行走体外约束导向轮的半径为r，第一边连杆组件长度为⑩，第二边连杆组件长度为R，其中中央连杆组件长度为W，X min由下式确定
3.如权利要求1所述的一种多自由度组合连接杆，其特征是连杆组件(31)的数量为三根。
4.如权利要求1所述的一种多自由度组合连接杆，其特征是主、从动行走体(1、2)两 侧的连杆组件(31)为刚性连接，该两刚性连接的连杆组件(31)与主、从动行走体( 为铰接。
5.如权利要求1所述的一种多自由度组合连接杆，其特征是所述连杆组件(31)为直 线型。
6.如权利要求1所述的一种多自由度组合连接杆，其特征是所述连杆组件(31)为曲 线型。
7.如权利要求1所述的一种多自由度组合连接杆，其特征是所述连杆组件(31)分别 为直线型与曲线型的组合。
8.如权利要求1所述的一种多自由度组合连接杆，其特征是所述连杆组件(31)可伸 缩长度。
9.如权利要求8所述的一种多自由度组合连接杆，其特征是连杆组件(31)可伸缩长 度的结构为连杆组件(31)包括至少两段分连杆组件，分连杆组件与分连杆组件之间通过 螺纹连接。
专利摘要本实用新型公开了一种多自由度组合连接杆，预应力缠绕机器人的运动系统包括主动行走体、从动行走体和连接杆件，主、从动行走体及从动行走体与从动行走体间通过连接杆件铰接连接，连接杆件为多自由度组合连接杆，该多自由度组合连接杆包括至少三根连杆组件，连杆组件依次铰接，本实用新型有效减少了仅起连接作用的从动行走体的数量，降低了运动系统的重量，减轻了主动行走体负担，使预应力缠绕机器人缠绕速度更快，同时，本实用新型使运动系统在被缠绕结构表面，尤其是在其拐弯处的运动即由直线运动变为曲线运动或相反的运动更顺畅，有效解决了连杆与运动轨道干涉的问题，提高了运动系统的可靠性，并且从动行走体数量的减少还节约了制造成本。
文档编号F16H21/46GK201836319SQ201020022659
公开日2011年5月18日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者尹利平, 张晓松, 李罡, 汪洋, 陈振东, 颜永年 申请人:苏州昆仑先进制造技术装备有限公司, 颜永年