一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置

1.本发明属于机器人技术领域，具体为一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置。


背景技术：

2.绳驱动蛇形机械臂具有自由度多、灵活性高、环境适应性强的特点，能够在深腔、管网等空间狭小的环境中完成作业。现有技术中，绳驱动蛇形机械臂主要采用十字轴式万向节实现偏转和俯仰两个自由度的旋转运动，驱动方案主要包括两类：第一类是三绳驱动方案，采用三根传动绳控制十字轴式万向节两个自由度的旋转，每根传动绳通过一组驱动电机-直线导轨机构控制，当蛇形机械臂需要较多的传动绳时，驱动装置的体积和重量都较大，同时增加能源消耗，特别是在水下环境中，将限制水下机器人的作业时间；第二类是四绳驱动方案，通过四根传动绳控制十字轴式万向节两个自由度的旋转，也存在驱动装置复杂、整体功率消耗大的问题。因此，需要开发一种体积小、能量消耗小的驱动装置以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

3.本发明提出一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置，以解决上述背景技术中涉及的问题。
4.其技术解决方案是：一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置，包括驱动组件、传动组件和支撑组件，所述驱动组件与所述传动组件安装在所述支撑组件上。
5.优选地，所述支撑组件包括安装板、滚珠轴承，所述滚珠轴承安装在所述安装板的轴承安装孔处；
6.优选地，所述驱动组件包括驱动电机、驱动齿轮，所述驱动电机通过螺钉安装在所述安装板上，所述驱动齿轮通过键与所述驱动电机连接；
7.优选的，所述传动组件包括传动齿条ⅰ、传动齿条ⅱ、传动绳ⅰ和传动绳ⅱ。所述传动齿条ⅰ与传动齿条ⅱ安装在所述安装板的槽道内同时与所述驱动齿轮配合，所述传动绳ⅰ安装在所述传动齿条ⅰ上，所述传动绳ⅱ安装在传动齿条ⅱ上。
附图说明
8.图1为本发明的整体结构示意图；
9.图2为本发明的支撑组件示意图；
10.图3为本发明驱动组件示意图；
11.图4为本发明驱动效果示意图；
12.图中：1—驱动电机；2—安装板；3—滚珠轴承；4—驱动齿轮；5—传动齿条ⅰ；6—传动齿条ⅱ；7—传动绳ⅰ；8—传动绳ⅱ。
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明做进一步的说明。
14.如图1、图2、图3、图4所示，一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置，包括驱动组件、传动组件和支撑组件，所述驱动组件与所述传动组件安装在所述支撑组件上。
15.所述支撑组件包括安装板2、滚珠轴承3，所述滚珠轴承3安装在所述安装板2的轴承安装孔处；
16.所述驱动组件包括驱动电机1、驱动齿轮4，所述驱动电机1通过螺钉安装在所述安装板2上，所述驱动齿轮4通过键与所述驱动电机1连接；
17.所述传动组件包括传动齿条ⅰ5、传动齿条ⅱ6、传动绳ⅰ7和传动绳ⅱ8。所述传动齿条ⅰ5与传动齿条ⅱ6安装在所述安装板2的槽道内同时与所述驱动电机1配合，所述传动绳ⅰ7安装在所述传动齿条ⅰ5上，所述传动绳ⅱ8安装在传动齿条ⅱ6上。
18.工作原理：当驱动装置驱动蛇形机械臂转动时，驱动电机1通过键带动驱动齿轮4旋转，驱动齿轮4同时带动传动齿条ⅰ5与传动齿条ⅱ6运动，传动齿条ⅰ5带动传动绳ⅰ7、传动齿条ⅱ6带动传动绳ⅱ8做位移量相等、方向相反的直线运动，实现一个驱动电机1同时控制传动绳ⅰ7和传动绳ⅱ8，减少了驱动电机的数量，减少占用空间和蛇形机械臂的整体体积和质量。


技术特征：
1.一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置，包括驱动组件、传动组件和支撑组件，所述支撑组件包括安装板(2)、滚珠轴承(3)，所述驱动组件包括驱动电机(1)、驱动齿轮(4)，所述传动组件包括传动齿条ⅰ(5)、传动齿条ⅱ(6)、传动绳ⅰ(7)和传动绳ⅱ(8),其特征在于所述驱动组件与所述传动组件安装在所述支撑组件上,所述滚珠轴承(3)安装在所述安装板(2)的轴承安装孔处，所述驱动电机(1)通过螺钉安装在所述安装板(2)上，所述驱动齿轮(4)通过键与所述驱动电机(1)连接，所述传动齿条ⅰ(5)与传动齿条ⅱ(6)安装在所述安装板(2)的槽道内同时与所述驱动电机(1)配合，所述传动绳ⅰ(7)安装在所述传动齿条ⅰ(5)上，所述传动绳ⅱ(8)安装在传动齿条ⅱ(6)上。2.根据权利要求书1所述的一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置，其特征在于驱动电机(1)通过键带动驱动齿轮(4)旋转，驱动齿轮(4)同时带动传动齿条ⅰ(5)与传动齿条ⅱ(6)运动，传动齿条ⅰ(5)带动传动绳ⅰ(7)、传动齿条ⅱ(6)带动传动绳ⅱ(8)做方向相反、位移量相等的直线运动，实现一个驱动电机(1)同时控制传动绳ⅰ(7)和传动绳ⅱ(8)，减少驱动电机的数量。3.根据权利要求书1所述的一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置，其特征在于传动齿条ⅰ(5)、传动齿条ⅱ(6)只能沿安装板(2)的槽道做直线运动。

技术总结
本发明涉及机器人技术领域，提供一种用于绳驱动蛇形机械臂的驱动装置，包括驱动组件、传动组件和支撑组件；驱动组件包括驱动电机、驱动齿轮，传动组件包括传动齿条Ⅰ、传动齿条Ⅱ、传动绳Ⅰ、传动绳Ⅱ，支撑组件包括安装板、滚珠轴承，当驱动电机带动驱动齿轮旋转时，能够实现传动齿条Ⅰ带动传动绳Ⅰ、传动齿条Ⅱ带动传动绳Ⅱ做方向相反、位移量相等的运动。该发明能够实现一个驱动电机同时控制两根传动绳，节约空间，减少驱动电机的数量，进而减少能量消耗。耗。


技术研发人员：樊智敏 薛福峰 张耘瑞 曲伟 陈亮
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：2022.02.22
技术公布日：2022/4/15