一種基于時序控制的機械臂動力驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機械臂驅(qū)動動力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于時序控制的機械臂動力驅(qū)動機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前機械臂的驅(qū)動方式多使用伺服電機驅(qū)動、鋼絲驅(qū)動、液壓驅(qū)動等，少部分使用人造肌肉驅(qū)動;其中液壓驅(qū)動需要強大的動力來對液壓油增壓驅(qū)動，將會增加了設(shè)備的重量和對技術(shù)成熟度要求較高，所以成本較高，對于人造肌肉驅(qū)動，雖然驅(qū)動的方式先進(jìn)，但是制造成本目前是最高的，導(dǎo)致一般的機械臂使用人造肌肉驅(qū)動很不劃算。伺服電機驅(qū)動和鋼絲驅(qū)動需要使用與機械臂自由度數(shù)目相同的驅(qū)動電機數(shù)目，造成機構(gòu)較為復(fù)雜，當(dāng)然成本是最低的;所以設(shè)計一款成本較低和結(jié)構(gòu)簡單的驅(qū)動方式是非常具有必要的。
[0003]本發(fā)明通過針對鋼絲驅(qū)動的機械臂的動力驅(qū)動機構(gòu)改進(jìn)設(shè)計，設(shè)計一種基于時序控制的機械臂動力驅(qū)動機構(gòu)解決如上問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明公開一種基于時序控制的機械臂動力驅(qū)動機構(gòu)，它是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0005]—種基于時序控制的機械臂動力驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于:它包括環(huán)孔蓋板、槽輪支撐輪、環(huán)孔蓋板支撐、撥盤、槽輪驅(qū)動電機、搖臂、機構(gòu)支板、六角板支柱、鋼絲孔、六角板、鋼絲轉(zhuǎn)輪、鋼絲轉(zhuǎn)輪支撐、鋼絲轉(zhuǎn)輪錐齒、傳動齒輪錐齒、傳動齒輪、鋼絲轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸、傳動齒輪轉(zhuǎn)軸、搖臂圓柱銷、鋼絲驅(qū)動電機、槽輪、槽輪轉(zhuǎn)軸、鋼絲驅(qū)動電機齒輪，其中槽輪驅(qū)動電機安裝在機構(gòu)支板上，撥盤安裝在槽輪驅(qū)動電機轉(zhuǎn)軸上，搖臂安裝在撥盤上，搖臂圓柱銷安裝在搖臂一端;槽輪安裝在槽輪支撐輪上，槽輪和槽輪支撐輪通過槽輪轉(zhuǎn)軸安裝在機構(gòu)支板上，鋼絲驅(qū)動電機安裝在槽輪支撐輪一側(cè)的偏心位置上，鋼絲驅(qū)動電機齒輪安裝在鋼絲驅(qū)動電機上;環(huán)孔蓋板通過兩個環(huán)孔蓋板支撐安裝在機構(gòu)支板上，環(huán)孔蓋板上開有鋼絲孔，六角板支柱一端固定在環(huán)孔蓋板中心，另一端固定在六角板中心位置上，六角板六個角上均開有圓孔；
[0006]上述六角板的每一個角上安裝有相同的結(jié)構(gòu)，對于六角板上的每一個角:鋼絲轉(zhuǎn)輪支撐安裝在六角板角上，鋼絲轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸安裝在鋼絲轉(zhuǎn)輪支撐上，鋼絲轉(zhuǎn)輪安裝在鋼絲轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸一端，鋼絲轉(zhuǎn)輪錐齒安裝在鋼絲轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸另一端，傳動齒輪轉(zhuǎn)軸安裝在六角板角上的圓孔中，傳動齒輪錐齒安裝在傳動齒輪轉(zhuǎn)軸一端，傳動齒輪安裝在傳動齒輪轉(zhuǎn)軸另一端，傳動齒輪錐齒與鋼絲轉(zhuǎn)輪錐齒嚙合；
[0007]上述鋼絲驅(qū)動電機齒輪與各個傳動齒輪交替嚙合。
[0008]本發(fā)明中使用了槽輪間隙運動的特點，安裝在槽輪支撐輪上的鋼絲驅(qū)動電機整體做間隙停留圓周運動。發(fā)明中設(shè)計的槽輪槽數(shù)為6個，在運行一周內(nèi)，鋼絲驅(qū)動電機在6個停留位置上停留一段時間，在六個停留位置上，相對應(yīng)的設(shè)計六個傳動齒輪與鋼絲驅(qū)動電機齒輪配合。同一時間內(nèi)有且僅有一個傳動齒輪被驅(qū)動。將鋼絲一端纏繞在鋼絲轉(zhuǎn)輪上，鋼絲的另一端與機械臂的轉(zhuǎn)動點連接，鋼絲轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動能夠拉動鋼絲運動，進(jìn)而驅(qū)動機械臂的運動。
[0009]作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述槽輪槽數(shù)可以為3-10個，根據(jù)所需驅(qū)動的機械臂的自由度數(shù)量可做對應(yīng)的設(shè)計，可驅(qū)動3-10個的自由度。槽數(shù)或者所驅(qū)動的自由度數(shù)范圍根據(jù)以下方面確定，首先槽輪間隙機構(gòu)最小的槽數(shù)為3個，其次槽輪槽數(shù)很多時，在相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)動一周，每一次的停留時間將會縮短，這將影響驅(qū)動的可靠性和可控制性，所以設(shè)計中給出槽數(shù)的取值范圍。
[0010]作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述槽輪支撐輪上安裝有平衡柱，平衡柱軸線、鋼絲驅(qū)動電機軸線和槽輪支撐輪軸線共面。設(shè)計平衡柱是為了抵消鋼絲驅(qū)動電機整體做離心間隙轉(zhuǎn)動時對機構(gòu)產(chǎn)生的震動。
[0011 ] 作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述鋼絲轉(zhuǎn)輪中纏繞有鋼絲，每個鋼絲孔對應(yīng)一個鋼絲轉(zhuǎn)輪，且每個鋼絲轉(zhuǎn)輪上的鋼絲穿過環(huán)孔蓋板上相對應(yīng)的鋼絲孔。設(shè)計與鋼絲轉(zhuǎn)輪相對應(yīng)的鋼絲孔為了保證鋼絲之間不出現(xiàn)相互纏繞和干涉。
[0012]作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述六角板的角數(shù)與槽輪槽數(shù)一致，可以為3-10個。
[0013]相對于傳統(tǒng)的機械臂驅(qū)動動力技術(shù)，本發(fā)明中槽輪安裝在機構(gòu)支板上，槽輪驅(qū)動電機安裝在機構(gòu)支板上，槽輪驅(qū)動電機通過搖臂帶動槽輪做一個圓周內(nèi)六次間隙旋轉(zhuǎn)的運動，安裝在槽輪支撐輪上的鋼絲驅(qū)動電機同樣做間隙旋轉(zhuǎn);六組傳動齒輪、錐齒、鋼絲轉(zhuǎn)輪組合分別安裝在六角板的六個角上，鋼絲驅(qū)動電機根據(jù)槽輪槽數(shù)有六次停留，每一次停留位置處與六組中的任意一組的傳動齒輪嚙合，該組的傳動齒輪通過錐齒組合帶動該組的鋼絲轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而驅(qū)動該組鋼絲轉(zhuǎn)輪上的鋼絲的拖拉;在槽輪運動一周內(nèi)，六個鋼絲轉(zhuǎn)輪均依次被驅(qū)動一次，而在被驅(qū)動時間內(nèi)，調(diào)節(jié)電機的扭矩和轉(zhuǎn)速獨立控制每一個鋼絲轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，進(jìn)而使用很少的電機通過時序控制帶動多個鋼絲轉(zhuǎn)輪運動，進(jìn)而驅(qū)動多個鋼絲的拖拉，從而可以控制多自由度的基于鋼絲驅(qū)動的機械臂。本發(fā)明使用了時序控制，大大減少了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，具有較好的實用效果。
【附圖說明】
[0014I圖1是整體部件分布示意圖。
[0015]圖2是整體部件側(cè)視圖。
[0016]圖3是去掉環(huán)孔蓋板后整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是環(huán)孔蓋板支撐安裝示意圖。
[0018]圖5是六角板支柱安裝示意圖。
[0019]圖6是六角板安裝側(cè)視圖。
[0020]圖7是六角板任意一個角上結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖8是六角板任意一個角上結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0022]圖9是撥盤及槽輪驅(qū)動電機安裝示意圖。
[0023]圖10是搖臂與槽輪配合示意圖。
[0024]圖11是鋼絲驅(qū)動電機安裝示意圖。
[0025]圖12是平衡柱安裝示意圖。
[0026]圖13是鋼絲驅(qū)動電機齒輪與傳動齒輪配合示意圖。
[0027]圖14是鋼絲驅(qū)動電機齒輪運動軌跡示意圖。
[0028]圖中標(biāo)號名稱:1、環(huán)孔蓋板，2、槽輪支撐輪，4、環(huán)孔蓋板支撐，5、撥盤，6、槽輪驅(qū)動電機，7、搖臂，8、機構(gòu)支板，9、六角板支柱，1、鋼絲孔，11、六角板，12、鋼絲轉(zhuǎn)輪，13、鋼絲轉(zhuǎn)輪支撐，14、鋼絲轉(zhuǎn)輪錐齒，15、傳動齒輪錐齒，16、傳動齒輪，17、鋼絲轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸，18、傳動齒輪轉(zhuǎn)軸，19、搖臂圓柱銷，20、鋼絲驅(qū)動電機，21、槽輪，22、槽輪轉(zhuǎn)軸，23、鋼絲驅(qū)動電機齒輪，
24、平衡柱。
【具體實施方式】
[0029]如圖1、2、3所示，它包括環(huán)孔蓋板、槽輪支撐輪、環(huán)孔蓋板支撐、撥盤、槽輪驅(qū)動電機、搖臂、機構(gòu)支板、六角板支柱、鋼絲孔、六角板、鋼絲轉(zhuǎn)輪、鋼絲轉(zhuǎn)輪支撐、鋼絲轉(zhuǎn)輪錐齒、傳動齒輪錐齒、傳動齒輪、鋼絲轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸、傳動齒輪轉(zhuǎn)