線繩傳動機械臂的驅動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械臂，具體地，涉及一種線繩傳動機械臂的驅動裝置。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)機械臂關節(jié)采用電機等機構直接在關節(jié)處進行驅動，雖然機構簡單但增加了機械臂負載并且結構不緊湊，效率低。為了減輕多級機械臂串接的自重，以提高其空間運動及末端攜帶負載的能力，最好能將機械臂和驅動裝置分開。目前國內(nèi)外研究的比較多的是線繩驅動的連續(xù)體型機械臂。這種機械臂因其超冗余度、柔順等特點，在核工業(yè)、航空航天等受限空間中的自動化作業(yè)具有重要的潛在應用。
[0003]通過對現(xiàn)有技術文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號CN1995777A介紹了一種用于機械臂的鋼絲繩傳動機構。該發(fā)明通過兩節(jié)機械臂轉軸V形槽上纏繞的鋼絲來驅動機械臂關節(jié)。該鋼絲繩傳動機構的大臂和小臂驅動關節(jié)仍位于關節(jié)處，使得驅動裝置與機械臂關節(jié)并沒有完全分開。并且該機構對兩節(jié)串聯(lián)的機械臂較為適用，很難再擴展串接多節(jié)機械臂。中國專利申請公布號CN102941579介紹了一種與公開號CN1995777A中類似的機械臂的鋼絲繩傳動機構。只是他在每個機械臂轉動關節(jié)處減少了軸承等機械部件，一定程度上減小了機械臂自重負載，但是由于其驅動線繩作用在轉動關節(jié)上，擴展多節(jié)機械臂時受機械臂內(nèi)空間限制，從其說明圖上可以看出擴展三節(jié)機械臂都已經(jīng)顯得非常擁擠，也很難擴展多級機械臂。中國專利公開號CN101653353A和公布號CN103948435A分別介紹了用于一種內(nèi)窺鏡機器人和一種單孔腹腔鏡微創(chuàng)手術系統(tǒng)。這兩種手術機器人中的機械臂都屬于線繩驅動的連續(xù)體機械臂。由于用于人體手術的機械臂外徑比較小，可以看到這兩個專利里的驅動系統(tǒng)的驅動線繩與機械臂連接之后都彎曲得十分厲害，增大了驅動裝置的阻力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種線繩傳動機械臂的驅動裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的線繩傳動機械臂的驅動裝置，包括裝夾裝置、驅動傳動模塊、連接夾緊裝置以及支撐機架；
[0006]其中，所述驅動傳動模塊設置在所述支撐機架上；所述連接夾緊裝置連接所述驅動傳動模塊上；所述裝夾裝置連接所述支撐機架的機架前端板外側；
[0007]所述裝夾裝置用于安裝機械臂以及用于機械臂的驅動線纜的通過及導向；所述連接夾緊裝置用于連接并夾緊通過所述裝夾裝置的驅動線纜；所述驅動傳動模塊用于驅動所述連接夾緊裝置運動，進而通過所述驅動線纜帶動所述機械臂運動。
[0008]優(yōu)選地，還包括擴線裝置；所述擴線裝置設置在所述支撐機架的機架前端板內(nèi)側；所述擴線裝置用于所述驅動線纜的擴線；
[0009]所述擴線裝置與所述裝夾裝置在同一軸線上。
[0010]優(yōu)選地，還包括支座；所述支座的兩端設置有滑槽；所述支撐機架的兩端設置在所述滑槽內(nèi)。
[0011]優(yōu)選地，所述裝夾裝置包括筒壁和連接盤；所述筒壁的后端部連接所述連接盤；
[0012]所述筒壁的后端面設置上沿周向均勻分布的第一過線孔；所述第一過線孔的后端設置有第一圓環(huán)槽；所述第一圓環(huán)槽的口沿設置有倒角；
[0013]所述連接盤設置有沿周向均勻分布的第一扇形沉頭孔；所述裝夾裝置通過所述第一扇形沉頭孔連接所述機架前端板。
[0014]優(yōu)選地，所述擴線裝置包括擴線盤支撐桿和擴線盤；
[0015]所述擴線盤的外圈沿周向設置有多個第二扇形沉頭孔，所述擴線盤通過所述第二扇形沉頭孔與所述擴線盤支撐桿連接；所述擴線盤支撐桿與所述支架前端板的內(nèi)側連接；
[0016]所述擴線盤內(nèi)圈上沿圓周方向均布多個第二過線；所述第二過線孔與所述第一過線孔一一對應；所述第二過線孔的前端設置有第二圓環(huán)槽。
[0017]優(yōu)選地，所述連接夾緊裝置包括順次相連的連接螺帽、連接板以及夾線板；所述連接螺帽上依次設置有的圓形孔和方形孔；所述夾線板上設置有第三過線孔和擰緊螺紋孔；當所述驅動線纜的端部通過所述第三過線孔中時，通過擰緊螺紋孔中的螺栓固定。
[0018]優(yōu)選地，所述驅動傳動模塊包括固定底板、滾珠絲杠、固定軸承座、聯(lián)軸器、電機及減速箱、直線導軌以及機械限位塊；
[0019]其中，所述固定軸承座與所述直線導軌設置在所述固定底板上；所述滾珠絲杠與所述電機及減速箱通過所述聯(lián)軸器相連，所述滾珠絲杠一端通過所述滾珠絲杠的軸環(huán)固定在所述固定軸承座的軸承內(nèi)圈上；所述滾珠絲杠的所述滾珠螺母通過所述連接螺帽連接在所述直線導軌的滑塊上；
[0020]所述圓形孔連接所述滾珠螺母；所述方形孔連接所述滑塊。
[0021]優(yōu)選地，所述支撐機架包括電機法蘭端板、法蘭端板支撐桿、機架后端板、機架支撐桿以及機架前端板；
[0022]所述電機法蘭端板和所述機架后端板之間通過法蘭端板支撐桿接；所述機架后端板所述機架前端板之間通過機架支撐桿接；機架前端板機架后端板設有沿周向均勻分布相對應的卡槽；所述固定底板的兩端分別設置在相對應的兩個所述卡槽內(nèi)。
[0023]優(yōu)選地，所述支座包括所述支座上塊、所述支座下塊以及所述支座下塊連接板；
[0024]其中，所述支座上塊和支座下塊上均開有滑槽；所述支座下塊連接板的一端連接一支座下塊，另一端連接另一支座下塊；所述支座上塊的滑槽和所述支座下塊的滑槽相對連接；
[0025]所述機架前端板設置在一支座下塊的滑槽內(nèi)和機架后端板設置另一支座下塊的滑槽內(nèi)。
[0026]優(yōu)選地，所述驅動傳動模塊和所述連接夾緊裝置構成一傳動單元；所述傳動單元的數(shù)量為多個；多個所述傳動單元沿所述支撐機架的周向均勻分布；
[0027]所述傳動單元、所述第二過線孔、所述第一過線孔一一對應。
[0028]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0029]1、本發(fā)明設置有擴線裝置，能夠給驅動傳動模塊合適的空間使得本發(fā)明更加緊湊提高空間利用率；由于使驅動傳動模塊沿徑向外移，可以減小受力點到傳動單元的距離，從而大大減小力矩，減小本發(fā)明的阻力負載；
[0030]2、本發(fā)明整體結構呈圓柱狀，而一般線繩驅動連續(xù)體型機械臂都是呈圓柱狀，一方面機械臂和驅動裝置分開可以減輕多級機械臂串接的自重，以提高其空間運動及末端攜帶負載的能力，另一方面可以使驅動裝置與連續(xù)體型的機械臂很好接合，驅動線纜不需要大量彎曲，可以很大程度的減小阻力，提高傳動效率；
[0031]3、本發(fā)明中可以搭載很多套傳動單元，第一過線孔、第二過線孔和第三過線孔的數(shù)量為多個，從而能提供多達多個自由度；
[0032]4、本發(fā)明對驅動線纜驅動的連續(xù)體型機械臂都有一定的通用性。
【附圖說明】
[0033]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0034]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0035]圖2a、圖2b為本發(fā)明中裝夾裝置的結構示意圖；
[0036]圖3a、圖3b為本發(fā)明中擴線機構的結構示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明中驅動傳動模塊的結構示意圖；
[0038]圖5為本發(fā)明中連接夾緊裝置的結構示意圖；
[0039]圖6為本發(fā)明中支撐機架的結構示意圖；
[0040]圖7為本發(fā)明中支座的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0041]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0042]在本實施例中，如圖1所示，為本發(fā)明提供的線繩傳動機械臂的驅動裝置的整體結構示意圖。為了清楚的表達內(nèi)部結構，部分傳動單元被隱去。從圖中可以看出，其整體結構呈圓柱狀，而一般線繩驅動連續(xù)體型機械臂都是呈圓柱狀，這樣可以使驅動裝置與連續(xù)體型的機械臂實現(xiàn)幾乎無縫接合，可以很大程度的減小阻力，提高傳動效率；其次從圖1中可以看出