專利名稱：套索傳動(dòng)機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于套索傳動(dòng)的機(jī)械手，具體的說，是一種用于救災(zāi)等需要在狹小 空間內(nèi)作業(yè)的機(jī)械手，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在過去的幾十年中，人類遭受了很多自然的或人為的災(zāi)難，比如，地震、火災(zāi)、礦 難以及恐怖襲擊等等。在這些災(zāi)難發(fā)生后，在廢墟或井下搜尋幸存者，給予必要的醫(yī)療 救助，并盡快把被困者救出來是救援人員的首要任務(wù)。經(jīng)驗(yàn)表明，災(zāi)后48小時(shí)之內(nèi)是 搜救被困在廢墟中的幸存者的最佳時(shí)期，超過這段時(shí)間，被困人員的存活率就變得很低。 由于災(zāi)難現(xiàn)場情況復(fù)雜，搜救人員直接進(jìn)入災(zāi)難現(xiàn)場開展救援工作非常危險(xiǎn)。此外，廢 墟中形成的狹小空間，救援人員甚至搜救犬都無法進(jìn)入。這時(shí)就非常需要有一種災(zāi)難搜 救機(jī)器人。災(zāi)難搜救機(jī)器人可以很好的解決上述問題。機(jī)器人可以在災(zāi)難發(fā)生后第一時(shí) 間進(jìn)入災(zāi)難現(xiàn)場搜救幸存者，對被困人員提供食物及基本的醫(yī)療救助服務(wù)，并將災(zāi)難現(xiàn) 場的相關(guān)信息反饋給救援指揮中心。救災(zāi)機(jī)器人是機(jī)器人的一個(gè)新興發(fā)展領(lǐng)域，屬于危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人的一個(gè)分支。國內(nèi) 外很多研究機(jī)構(gòu)都在開展這方面的研究。美國iRobot公司研制了 PackBot系列機(jī)器人， 該機(jī)器人能適應(yīng)不平的地形環(huán)境和爬樓梯。加拿大Inuktun公司開發(fā)了 MicroVGTV多 態(tài)搜救機(jī)器人，它可根據(jù)周圍的作業(yè)環(huán)境靈活地調(diào)整形狀和尺寸。為滿足更狹小空間搜 救的需要，研究人員根據(jù)生態(tài)學(xué)原理研制出了各式各樣的仿生機(jī)器人。美國加州大學(xué)伯 克利分校研制出世界第一個(gè)蒼蠅機(jī)器人，通過裝在它腦袋上的微型傳感器及微型攝像 機(jī)，可以到倒塌的建筑廢墟底下或其他災(zāi)難場所尋找幸存者。日本大阪大學(xué)研制了一種 用于搜救的蛇形機(jī)器人。國內(nèi)在救災(zāi)機(jī)器人方面的研究才剛剛起步，中科院沈陽自動(dòng)化 研究所及國防科技大學(xué)均自主研制了各自的蛇形救災(zāi)機(jī)器人。上述救災(zāi)機(jī)器人身上一般只攜帶攝像頭、生命探測儀等搜索幸存者的設(shè)備，缺乏在 廢墟中的狹小空間中拆除危險(xiǎn)物或?qū)Ρ焕藛T提供食物及基本醫(yī)療救助等服務(wù)的能力。 因此，需要有一種能夠?qū)崿F(xiàn)靈巧動(dòng)作的小型機(jī)械手來完成這項(xiàng)任務(wù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、重 量輕、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)路線靈活、適合在狹小空間內(nèi)作業(yè)的套索傳動(dòng)機(jī)械手。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種套索傳動(dòng)機(jī)械手，包括驅(qū)動(dòng)模塊、操作桿和末端機(jī)械手，末端機(jī)械手設(shè)在操作 桿的末端，在驅(qū)動(dòng)模塊與末端機(jī)械手之間設(shè)有套索傳動(dòng)模塊，套索傳動(dòng)模塊的一端與驅(qū) 動(dòng)模塊相連，套索傳動(dòng)模塊的另一端與末端機(jī)械手相連，套索傳動(dòng)模塊包含八件套索， 套索由套管和繩索組成，繩索可滑動(dòng)的設(shè)在套管內(nèi)。本發(fā)明可以進(jìn)一步采取以下技術(shù)措施 (O驅(qū)動(dòng)模塊包括舵機(jī)固定板，在舵機(jī)固定板上固定有第一舵機(jī)模塊、第二舵機(jī) 模塊、第三舵機(jī)模塊、第四舵機(jī)模塊、第五舵機(jī)模塊，第一舵機(jī)模塊、第二舵機(jī)模塊、 第三舵機(jī)模塊、第四舵機(jī)模塊或第五舵機(jī)模塊由舵機(jī)和舵機(jī)端槽輪組成，舵機(jī)端槽輪設(shè) 在舵機(jī)的輸出軸上；末端機(jī)械手包括移動(dòng)關(guān)節(jié)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)及相耦合的第二、第三轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，移動(dòng)關(guān) 節(jié)包括基座，在基座上滑動(dòng)連接有滑動(dòng)件，在基座設(shè)有導(dǎo)向槽，在滑動(dòng)件上設(shè)有與導(dǎo)向 槽相配合的銷鍵，在基座與滑動(dòng)件之間設(shè)有壓縮彈簧，八件套索中的第一套索的第一套 管的一端與基座相抵，第一套管的另一端與舵機(jī)固定板相抵，八件套索中的第一套索的 第一繩索的一端與滑動(dòng)件連接，第一繩索的另一端與第一舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪連接， 并且，第一繩索嵌入在第一舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪的繩槽中；所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)包括擺動(dòng)件，在擺動(dòng)件上固定有半槽輪，擺動(dòng)件與滑動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng) 連接，八件套索中的第二套索的第二套管的一端與滑動(dòng)件相抵，八件套索中的第二套索 的第二套管的另一端與舵機(jī)固定板相抵，八件套索中的第二套索的第二繩索的一端與半 槽輪連接，第二套索的第二繩索的另一端與第二舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪連接，八件套索 中的第三套索的第三套管的一端與滑動(dòng)件相抵，八件套索中的第三套索的第三套管的另 一端與舵機(jī)固定板相抵，八件套索中的第三套索的第三繩索的一端與半槽輪連接，第三 套索的第三繩索的另一端與第二舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪連接，所述第二繩索嵌入半槽輪 的繩槽及第二舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，所述第三繩索嵌入半槽輪的繩槽及第二 舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪的繩槽中；相耦合的第二、第三轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)包括第一支座和第二支座，第一支座和第二支座設(shè)在 擺動(dòng)件上，在第一支座和第二支座上分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一輸入軸和第二輸入軸且第一輸 入軸的軸心線和第二輸入軸的軸心線在同一條直線上，在第一輸入軸和第二輸入軸上設(shè)有支架，在支架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有輸出軸且輸出軸與第一輸入軸和第二輸入軸垂直，在第一 輸入軸、第二輸入軸及輸出軸上分別設(shè)有第一錐齒輪、第二錐齒輪及錐齒輪，并且錐齒 輪分別與第一錐齒輪、第二錐齒輪嚙合，在第一輸入軸、第二輸入軸上分別設(shè)有第一槽 輪、第二槽輪，八件套索中的第四套索的第四套管的一端及第五套索的第五套管的一端 與第一支座相抵，第四套索的第四套管的另一端及第五套索的第五套管的另一端與舵機(jī) 固定板相抵，第四套索的第四繩索的一端及第五套索的第五繩索的一端與第一槽輪連 接，第四套索的第四繩索的另一端及第五套索的第五繩索的另一端與第三舵機(jī)模塊的舵 機(jī)端槽輪連接，所述第四繩索嵌入第一槽輪的繩槽及第三舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪的繩槽 中，所述第五繩索嵌入第一槽輪的繩槽及第三舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，八件套 索中的第六套索的第六套管的一端及第七套索的第七套管的一端與第二支座相抵，第六 套索的第六套管的另一端及第七套索的第七套管的另一端與舵機(jī)固定板相抵，第六套索 的第六繩索的一端及第七套索的第七繩索的一端與第二槽輪連接，第六套索的第六繩索 的另一端及第七套索的第七繩索的另一端與第四舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪連接，所述第六 繩索嵌入第二槽輪的繩槽及第四舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，所述第七繩索嵌入第 二槽輪的繩槽及第四舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪的繩槽中。(2)在輸出軸上設(shè)有夾子，在夾子的一個(gè)夾片上設(shè)有套管固定件，八件套索中的 第八套索的第八套管的一端與套管固定件相抵，第八套索的第八套管的另一端與與舵機(jī) 固定板相抵，第八套索的第八繩索的一端與夾子的另一個(gè)夾片連接，第八套索的第八繩 索的另一端與第五舵機(jī)模塊的舵機(jī)端槽輪連接，并且，第八繩索嵌入第五舵機(jī)模塊的舵 機(jī)端槽輪的繩槽中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明套索傳動(dòng)機(jī)械手具有如下優(yōu)點(diǎn)1. 傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)及索傳動(dòng)(也叫腱傳動(dòng))等， 這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)路線一般只能是直線或折線，且當(dāng)傳動(dòng)路線不是直線時(shí)，普 遍需要過渡輪來改變傳動(dòng)方向；本發(fā)明采用了套索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳 動(dòng)路線由套管決定，由于套管是柔性的，可彎曲成任意曲線，因此套索傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的傳動(dòng)路徑非常靈活，而且不需要過渡輪來導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡單。本發(fā)明機(jī)械手采用 了套索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，可深入到狹小空間內(nèi)作業(yè)。2. 目前已有的救災(zāi)機(jī)器人一般只具有搜尋幸存者的功能，本發(fā)明機(jī)械手具有四個(gè)關(guān) 節(jié)，分別是移動(dòng)關(guān)節(jié)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)及相耦合的第二、第三轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)一 定的靈巧動(dòng)作，可對操作對象完成一定的操作，諸如，在廢墟中的狹小空間中拆除危險(xiǎn)物或?qū)Ρ焕藛T提供食物及簡單的醫(yī)療救助服務(wù)等操作。3. 目前的救災(zāi)機(jī)器人大多以移動(dòng)小車或小型飛行器等為載體直接完全進(jìn)入廢墟的 狹小空間中，當(dāng)機(jī)器人在作業(yè)時(shí)出現(xiàn)致命故障，無法收回；而本發(fā)明救災(zāi)機(jī)械手 只是通過細(xì)長操作桿將末端機(jī)械手部分深入狹小空間內(nèi)，操作桿的另一端還在外 面，不存在出現(xiàn)故障無法收回的情況。4. 本發(fā)明可通過手持或其它的設(shè)備夾持操作桿深入狹小空間內(nèi)作業(yè)，操作人員只需 通過電腦程序控制舵機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手動(dòng)作即可，操作簡單、方便。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1套索傳動(dòng)機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2套索傳動(dòng)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3套索傳動(dòng)機(jī)械手的末端機(jī)械手的俯視圖。圖4套索傳動(dòng)機(jī)械手的末端機(jī)械手的前視圖。圖5套索傳動(dòng)機(jī)械手的末端機(jī)械手前兩關(guān)節(jié)剖視圖。圖6套索傳動(dòng)機(jī)械手的末端機(jī)械手后兩關(guān)節(jié)剖視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示套索傳動(dòng)機(jī)械手包括驅(qū)動(dòng)模塊1、套索傳動(dòng)模塊2、操作桿3及末端機(jī) 械手4，末端機(jī)械手4設(shè)在操作桿3的末端，套索傳動(dòng)模塊2的一端與驅(qū)動(dòng)模塊1相連， 另一端從操作桿3的中心孔穿過與末端機(jī)械手4相連。套索傳動(dòng)模塊2包含八件套索， 套索由套管和繩索組成，繩索可在套管內(nèi)滑動(dòng)。末端機(jī)械手4具有四個(gè)關(guān)節(jié)，分別是移 動(dòng)關(guān)節(jié)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)及相耦合的第二、第三轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，相耦合的第二、第三轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 是由一個(gè)差動(dòng)輪系構(gòu)成的。如圖2所示為套索傳動(dòng)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖，驅(qū)動(dòng)模塊1包括舵機(jī)固定板14， 舵機(jī)固定板14上固定有第一舵機(jī)模塊A、第二舵機(jī)模塊B、第三舵機(jī)模塊C、第四舵 機(jī)模塊D、第五舵機(jī)模塊E，第一舵機(jī)模塊A、第二舵機(jī)模塊B、第三舵機(jī)模塊C、第 四舵機(jī)模塊D或第五舵機(jī)模塊E包括舵機(jī)15，舵機(jī)15的輸出軸上設(shè)有一個(gè)搖臂13， 舵機(jī)端槽輪12設(shè)在搖臂13上，舵機(jī)端槽輪12上的第一繩索夾具11將要驅(qū)動(dòng)的繩索的 一端固定在舵機(jī)端槽輪12上，舵機(jī)固定板14上還設(shè)有第一舵機(jī)端套管接口 16、第二舵機(jī)端套管接口 17，第一舵機(jī)端套管接口 16、第二舵機(jī)端套管接口 17與相應(yīng)套索的套管 相抵。圖3、圖4給出了套索與末端機(jī)械手4各關(guān)節(jié)及夾子427的連接關(guān)系。 如圖5所示為套索傳動(dòng)機(jī)械手的末端機(jī)械手4前兩個(gè)關(guān)節(jié)的剖視圖，移動(dòng)關(guān)節(jié)包括 基座402，在基座402上滑動(dòng)連接有滑動(dòng)件404，在基座402設(shè)有導(dǎo)向槽413，在滑動(dòng)件 404上設(shè)有與導(dǎo)向槽413相配合的銷鍵412，在基座402與滑動(dòng)件404之間設(shè)有壓縮彈 簧414，八件套索中的第一套索的第一套管215的一端與基座402相抵，第一套管215 的另一端與舵機(jī)固定板14相抵，八件套索中的第一套索的第一繩索205的一端與滑動(dòng) 件404連接，第一繩索205與滑動(dòng)件404連接的一端設(shè)有一個(gè)球型接頭，第一繩索205 從基座402及滑動(dòng)件404的中心孔穿過，且第一繩索205的球型接頭嵌入在繩索卡孔411 里，第一繩索205的另一端與第一舵機(jī)模塊A的舵機(jī)端槽輪連接，并且，第一繩索205 嵌入在第一舵機(jī)模塊A的舵機(jī)端槽輪的繩槽中。工作時(shí)，第一舵機(jī)模塊A通過拽動(dòng)第 一繩索205驅(qū)使滑動(dòng)件404向靠近基座402的方向移動(dòng)；壓縮彈簧414可實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)件404 向遠(yuǎn)離基座402的方向移動(dòng)。第一轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)包括擺動(dòng)件408，在擺動(dòng)件408上固定有半 槽輪409，擺動(dòng)件408與滑動(dòng)件404轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸410固定在滑動(dòng)件404上，八件套 索中的第二套索的第二套管217的一端與滑動(dòng)件404相抵，八件套索中的第二套索的第 二套管217的另一端與舵機(jī)固定板14相抵，八件套索中的第二套索的第二繩索207的 一端與半槽輪409通過第二繩索夾具407連接，第二套索的第二繩索207的另一端與第 二舵機(jī)模塊B的舵機(jī)端槽輪連接，八件套索中的第三套索的第三套管213的一端與滑動(dòng) 件404相抵，八件套索中的第三套索的第三套管213的另一端與舵機(jī)固定板14相抵， 八件套索中的第三套索的第三繩索203的一端與半槽輪409通過第二繩索夾具407連接， 第三套索的第三繩索203的另一端與第二舵機(jī)模塊B的舵機(jī)端槽輪連接，所述第二繩索 207嵌入半槽輪409的繩槽及第二舵機(jī)模塊B的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，所述第三繩索203 嵌入半槽輪409的繩槽及第二舵機(jī)模塊B的舵機(jī)端槽輪的繩槽中。工作時(shí)，第二舵機(jī)模 塊B分別拽動(dòng)第二繩索207、第三繩索203可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)件408相對滑動(dòng)件404繞轉(zhuǎn)軸410 向兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖6所示為套索傳動(dòng)機(jī)械手的末端機(jī)械手后兩關(guān)節(jié)剖視圖。相耦合的第二、第三 轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)通過一個(gè)差動(dòng)輪系實(shí)現(xiàn)，相耦合的第二、第三轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)包括第一支座420和第 二支座430，第一支座420和第二支座430設(shè)在擺動(dòng)件408上，在第一支座420和第二 支座430上分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一輸入軸422和第二輸入軸432且第一輸入軸422的軸心線和第二輸入軸432的軸心線在同一條直線上，在第一輸入軸422和第二輸入軸432上 設(shè)有支架425，在支架425上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有輸出軸429且輸出軸429與第一輸入軸422和 第二輸入軸432垂直，在第一輸入軸422、第二輸入軸432及輸出軸429上分別設(shè)有第 一錐齒輪424、第二錐齒輪434及錐齒輪426，并且錐齒輪426分別與第一錐齒輪424、 第二錐齒輪434嚙合，在第一輸入軸422、第二輸入軸432上分別設(shè)有第一槽輪421、 第二槽輪431，八件套索中的第四套索的第四套管216的一端及第五套索的第五套管218 的一端與第一支座420相抵，第四套索的第四套管216的另一端及第五套索的第五套管 218的另一端與舵機(jī)固定板14相抵，第四套索的第四繩索206的一端及第五套索的第五 繩索208的一端與第一槽輪421通過螺釘423連接，第四套索的第四繩索206的另一端 及第五套索的第五繩索208的另一端與第三舵機(jī)模塊C的舵機(jī)端槽輪連接，所述第四繩 索206嵌入第一槽輪421的繩槽及第三舵機(jī)模塊C的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，所述第五繩 索208嵌入第一槽輪421的繩槽及第三舵機(jī)模塊C的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，八件套索中 的第六套索的第六套管214的一端及第七套索的第七套管211的一端與第二支座430相 抵，第六套索的第六套管214的另一端及第七套索的第七套管2U的另一端與舵機(jī)固定 板14相抵，第六套索的第六繩索204的一端及第七套索的第七繩索201的一端與第二 槽輪431通過螺釘433連接，第六套索的第六繩索204的另一端及第七套索的第七繩索 201的另一端與第四舵機(jī)模塊D的舵機(jī)端槽輪連接，所述第六繩索204嵌入第二槽輪431 的繩槽及第四舵機(jī)模塊D的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，所述第七繩索201嵌入第二槽輪431 的繩槽及第四舵機(jī)模塊D的舵機(jī)端槽輪的繩槽中。工作時(shí)，通過第三舵機(jī)模塊C和第 四舵機(jī)模塊D經(jīng)套索以不同的速度驅(qū)動(dòng)第一錐齒輪424、第二錐齒輪434，就可實(shí)現(xiàn)驅(qū) 動(dòng)輸出軸429繞輸出軸429軸心線及第一輸入軸422軸心線的轉(zhuǎn)動(dòng)。在輸出軸429上設(shè)有夾子427，在夾子427的一個(gè)夾片上設(shè)有套管固定件428，八 件套索中的第八套索的第八套管212的一端與套管固定件428相抵，第八套索的第八套 管212的另一端與舵機(jī)固定板14相抵，第八套索的第八繩索202帶球型接頭的一端與 夾子427的另一個(gè)夾片連接，第八套索的第八繩索202的另一端與第五舵機(jī)模塊E的舵 機(jī)端槽輪連接，并且，第八繩索202嵌入第五舵機(jī)模塊E的舵機(jī)端槽輪的繩槽中。工作 時(shí)，第五舵機(jī)模塊E通過拽動(dòng)第八繩索202驅(qū)使夾子427合上，當(dāng)?shù)诎死K索202松弛時(shí)， 夾子427靠夾片的彈性自動(dòng)張開。使用時(shí)，操作人員手持或其它設(shè)備夾持操作桿3將末端機(jī)械手4深入到災(zāi)后廢墟中 的狹小空間內(nèi)，通過其它設(shè)備控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)就可驅(qū)動(dòng)末端機(jī)械手4各關(guān)節(jié)及夾子427動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)在狹小空間內(nèi)拆除危險(xiǎn)物或?qū)Ρ焕藛T提供食物及簡單的醫(yī)療救助服務(wù)等功 旨巨。當(dāng)然，此套索傳動(dòng)機(jī)械手也可用在大型變壓器檢測維修、管道清理等需要在狹小空 間內(nèi)作業(yè)的場合。
權(quán)利要求
1.一種套索傳動(dòng)機(jī)械手，包括驅(qū)動(dòng)模塊(1)、操作桿(3)和末端機(jī)械手(4)，末端機(jī)械手(4)設(shè)在操作桿(3)的末端，其特征在于在驅(qū)動(dòng)模塊(1)與末端機(jī)械手(4)之間設(shè)有套索傳動(dòng)模塊(2)，套索傳動(dòng)模塊(2)的一端與驅(qū)動(dòng)模塊(1)相連，套索傳動(dòng)模塊(2)的另一端與末端機(jī)械手(4)相連，套索傳動(dòng)模塊(2)包含八件套索，套索由套管和繩索組成，繩索可滑動(dòng)的設(shè)在套管內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的套索傳動(dòng)機(jī)械手，其特征在于驅(qū)動(dòng)模塊(1)包括舵機(jī)固定板(14)，在舵機(jī)固定板(14)上固定有第一舵機(jī)模塊 (A)、第二舵機(jī)模塊(B)、第三舵機(jī)模塊(C)、第四舵機(jī)模塊(D)、第五舵機(jī)模塊(E)， 第一舵機(jī)模塊(A)、第二舵機(jī)模塊(B)、第三舵機(jī)模塊(C)、第四舵機(jī)模塊(D)或第 五舵機(jī)模塊(E)由舵機(jī)(15)和舵機(jī)端槽輪(12)組成，舵機(jī)端槽輪(12)設(shè)在舵機(jī) (15)的輸出軸上；末端機(jī)械手(4)包括移動(dòng)關(guān)節(jié)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)及相耦合的第二、第三轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)， 移動(dòng)關(guān)節(jié)包括基座(402)，在基座(402)上滑動(dòng)連接有滑動(dòng)件(404)，在基座(402) 設(shè)有導(dǎo)向槽(413)，在滑動(dòng)件(404)上設(shè)有與導(dǎo)向槽(413)相配合的銷鍵(412)，在 基座(402)與滑動(dòng)件(404)之間設(shè)有壓縮彈簧(414)，八件套索中的第一套索的第一 套管(215)的一端與基座(402)相抵，第一套管(215)的另一端與舵機(jī)固定板(14) 相抵，八件套索中的第一套索的第一繩索(205)的一端與滑動(dòng)件(404)連接，第一繩 索(205)的另一端與第一舵機(jī)模塊(A)的舵機(jī)端槽輪連接，并且，第一繩索(205) 嵌入第一舵機(jī)模塊(A)的舵機(jī)端槽輪的繩槽中；所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)包括擺動(dòng)件(408)，在擺動(dòng)件(408)上固定有半槽輪(409)， 擺動(dòng)件(408)與滑動(dòng)件(404)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，八件套索中的第二套索的第二套管(217) 的一端與滑動(dòng)件(404)相抵，八件套索中的第二套索的第二套管(217)的另一端與舵 機(jī)固定板(14)相抵，八件套索中的第二套索的第二繩索(207)的一端與半槽輪(409) 連接，第二套索的第二繩索(207)的另一端與第二舵機(jī)模塊(B)的舵機(jī)端槽輪連接， 八件套索中的第三套索的第三套管(213)的一端與滑動(dòng)件(404)相抵，八件套索中的 第三套索的第三套管(213)的另一端與舵機(jī)固定板(14)相抵，八件套索中的第三套 索的第三繩索(203)的一端與半槽輪(409)連接，第三套索的第三繩索(203)的另一端與第二舵機(jī)模塊(B)的舵機(jī)端槽輪連接，所述第二繩索(207)嵌入半槽輪(409) 的繩槽及第二舵機(jī)模塊(B)的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，所述第三繩索(203)嵌入半槽輪(409)的繩槽及第二舵機(jī)模塊(B)的舵機(jī)端槽輪的繩槽中；相耦合的第二、第三轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)包括第一支座(420)和第二支座(430)，第一支座(420)和第二支座(430)設(shè)在擺動(dòng)件(408)上，在第一支座(420)和第二支座(430) 上分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一輸入軸(422)和第二輸入軸(432)且第一輸入軸(422)的軸 心線和第二輸入軸(432)的軸心線在同一條直線上，在第一輸入軸(422)和第二輸入 軸(432)上設(shè)有支架(425)，在支架(425)上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有輸出軸(429)且輸出軸(429) 與第一輸入軸(422)和第二輸入軸(432)垂直，在第一輸入軸(422)、第二輸入軸(432) 及輸出軸(429)上分別設(shè)有第一錐齒輪(424)、第二錐齒輪(434)及錐齒輪(426)， 并且錐齒輪(426)分別與第一錐齒輪(424)、第二錐齒輪(434)嚙合，在第一輸入軸(422)、第二輸入軸(432)上分別設(shè)有第一槽輪(421)、第二槽輪(431)，八件套索 中的第四套索的第四套管(216)的一端及第五套索的第五套管(218)的一端與第一支 座(420)相抵，第四套索的第四套管(216)的另一端及第五套索的第五套管(218) 的另一端與舵機(jī)固定板(14)相抵，第四套索的第四繩索(206)的一端及第五套索的 第五繩索(208)的一端與第一槽輪(421)連接，第四套索的第四繩索(206)的另一 端及第五套索的第五繩索(208)的另一端與第三舵機(jī)模塊(C)的舵機(jī)端槽輪連接，所 述第四繩索(206)嵌入第一槽輪(421)的繩槽及第三舵機(jī)模塊(C)的舵機(jī)端槽輪的 繩槽中，所述第五繩索(208)嵌入第一槽輪(421)的繩槽及第三舵機(jī)模塊(C)的舵 機(jī)端槽輪的繩槽中，八件套索中的第六套索的第六套管(214)的一端及第七套索的第 七套管(211)的一端與第二支座(430)相抵，第六套索的第六套管(214)的另一端 及第七套索的第七套管(211)的另一端與舵機(jī)固定板(14)相抵，第六套索的第六繩 索(204)的一端及第七套索的第七繩索(201)的一端與第二槽輪(431)連接，第六 套索的第六繩索(204)的另一端及第七套索的第七繩索(201)的另一端與第四舵機(jī)模 塊(D)的舵機(jī)端槽輪連接，所述第六繩索(204)嵌入第二槽輪(431)的繩槽及第四 舵機(jī)模塊(D)的舵機(jī)端槽輪的繩槽中，所述第七繩索(201)嵌入第二槽輪(431)的 繩槽及第四舵機(jī)模塊(D)的舵機(jī)端槽輪的繩槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套索傳動(dòng)機(jī)械手，其特征在于在輸出軸(429)上設(shè)有 夾子(427)，在夾子(427)的一個(gè)夾片上設(shè)有套管固定件(428),八件套索中的第八 套索的第八套管(212)的一端與套管固定件(428)相抵，第八套索的第八套管(212)的另一端與與舵機(jī)固定板(14)相抵，第八套索的第八繩索(202)的一端與夾子(427) 的另一個(gè)夾片連接，第八套索的第八繩索(202)的另一端與第五舵機(jī)模塊(E)的舵機(jī) 端槽輪連接，并且，第八繩索(202)嵌入第五舵機(jī)模塊(E)的舵機(jī)端槽輪的繩槽中。
全文摘要
一種套索傳動(dòng)機(jī)械手，包括驅(qū)動(dòng)模塊、操作桿和末端機(jī)械手，末端機(jī)械手設(shè)在操作桿的末端，在驅(qū)動(dòng)模塊與末端機(jī)械手之間設(shè)有套索傳動(dòng)模塊，套索傳動(dòng)模塊的一端與驅(qū)動(dòng)模塊相連，套索傳動(dòng)模塊的另一端與末端機(jī)械手相連，套索傳動(dòng)模塊包含八件套索，套索由套管和繩索組成，繩索可滑動(dòng)的設(shè)在套管內(nèi)。本發(fā)明采用了可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)且機(jī)械機(jī)構(gòu)簡單、傳動(dòng)路線靈活的套索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單合理，動(dòng)作靈活，可在狹小空間內(nèi)作業(yè)，作業(yè)時(shí)套索傳動(dòng)機(jī)械手只有部分進(jìn)入狹小空間內(nèi)，不存在出現(xiàn)故障無法收回的情況，適用于災(zāi)后廢墟中的救災(zāi)工作，也可用于大型變壓器檢測維修、管道清理等需要在狹小空間內(nèi)作業(yè)的場合。
文檔編號B25J9/16GK101332603SQ200810022839
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者也 丁, 王興松, 田富湘 申請人:東南大學(xué)