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专利号: 2017102346794
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可伸缩软体机器人的单元模块,其特征在于,包括转向驱动机构、腕关节运动机构(1)、驱动电缆总成和通讯电缆总成;其中,

转向驱动机构包括转向驱动前面板(5)、可伸缩气动管(7)、转向驱动后面板(10)、四根驱动绳(9)和四个直流电机(11);其中,可伸缩气动管(7)两端分别固定在转向驱动前面板(5)的底面中心处和转向驱动后面板(10)的顶面中心处;在转向驱动后面板(10)中心处开设有与可伸缩气动管(7)内部连通的通孔;在转向驱动前面板(5)上开设有沿圆周方向均布的四个凸台和转向驱动后面板(10)上开设有沿圆周方向均布的四个绳孔,四个直流电机(11)分别设置在转向驱动后面板(10)底面且与四个绳孔一一对应,使四根驱动绳(9)相互平行设置且一端固定在转向驱动前面板(5)上、另一端穿出转向驱动后面板(10)上绳孔并缠绕在直流电机(11)转轴上;

腕关节运动机构(1)包括顶端设有前连接圆盘(1-1)的连接轴(1-2)、弧形连接端(1-3)和后连接圆盘(1-4);在弧形连接端(1-3)内部自上而下依次设置有两台直流电机,其中,连接轴(1-2)和弧形连接端(1-3)接触端分别加工为圆形面和与圆形面相互配合的圆形凹面;

后连接圆盘(1-4)上表面设有两个对称设置连接片(1-6),两个连接片(1-6)垂直于后连接圆盘(1-4)且各沿径向开设有一个连接孔;弧形连接端(1-3)下部两侧各设有一个与相邻侧连接孔相互配合的圆柱形凸起(1-5),使弧形连接端(1-3)和后连接圆盘(1-4)之间通过圆柱形凸起与连接孔相互配合形成活动连接;弧形连接端(1-3)内自上而下依次设置有两个直流电机,位于上部的直流电机转轴与连接轴(1-2)的中轴线重合,且转轴通过一根转轴延长轴延伸至所述连接轴(1-2)中心盲孔内并通过连接支架将转轴延长轴与连接轴(1-2)固定为一体,使所述连接轴(1-2)能够随直流电机的转轴转动而发生自转;位于下部的直流电机转轴与弧形连接端(1-3)两侧圆柱形凸起(1-5)的中轴线重合,且转轴通过一根转轴延长轴延伸至一侧圆柱形凸起(1-5)处并通过连接支架将转轴延长轴与弧形连接端(1-3)固定为一体,使弧形连接端(1-3)能够通过控制直流电机转轴进行正转和反转,实现弧形连接端(1-3)相对于后连接圆盘(1-4)发生在正负90°范围内的转动;

驱动电缆总成包括设置在转向驱动前面板(5)和转向驱动后面板(10)内的驱动控制主板、竖直设置在转向驱动前面板(5)顶面上的短驱动电缆(3)以及设置在转向驱动前面板(5)和转向驱动后面板(10)之间的长驱动电缆(8);

通讯电缆总成包括设置在转向驱动前面板(5)和转向驱动后面板(10)内的控制主板、设置在转向驱动前面板(5)顶面上的短通讯电缆(2)以及设置在转向驱动前面板(5)和转向驱动后面板(10)之间的长通讯电缆(6);短通讯电缆(2)一端与本单元模块内的转向驱动前面板(5)中的控制主板连接、另一端与前一连接单元模块内的转向驱动后面板(10)中的控制主板连接;长通讯电缆(6)一端与本单元模块内的转向驱动后面板(10)中的控制主板连接、另一端与本单元模块内的转向驱动前面板(5)中的控制主板连接;同时转向驱动前面板(5)内的控制主板分别与腕关节运动机构内的两个直流电机连接,转向驱动后面板(10)内的控制主板分别与本单元模块内的四个直流电机连接;

驱动电缆总成包括竖直设置在转向驱动前面板(5)顶面上的短驱动电缆(3)和设置在转向驱动前面板(5)和转向驱动后面板(10)之间的长驱动电缆(8);短驱动电缆(3)一端与本单元模块内的转向驱动前面板(5)中的控制主板连接、另一端用于与前一连接单元模块内的转向驱动后面板(10)中的控制主板连接;长驱动电缆(8)一端与本单元模块内的转向驱动后面板(10)中的控制主板连接、另一端与本单元模块内的转向驱动前面板(5)中的控制主板连接。

2.根据权利要求1所述的可伸缩软体机器人的单元模块,其特征在于,短通讯电缆(2)、短驱动电缆(3)、长通讯电缆(6)和长驱动电缆(8)外层均套装有一可伸缩软管;其中,套装在可伸缩软管内的短驱动电缆(3)和短通讯电缆(2)的长度为腕关节运动机构长度的2.5倍;套装在可伸缩软管内的长驱动电缆(8)和长通讯电缆(6)的长度为气动管(7)的长度的

2.5倍。

3.根据权利要求1所述的可伸缩软体机器人的单元模块,其特征在于,后连接圆盘(1-

4)和转向驱动前面板(5)之间、转向驱动后面板(10)和四个直流电机(11)之间、前一个单元模块的转向驱动后面板(10)和后一个单元模块的前连接圆盘(1-1)之间均通过锁扣(4)可拆卸连接。