线绳传动机械臂的驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械臂，具体地，涉及一种线绳传动机械臂的驱动装置。
【背景技术】
[0002]传统机械臂关节采用电机等机构直接在关节处进行驱动，虽然机构简单但增加了机械臂负载并且结构不紧凑，效率低。为了减轻多级机械臂串接的自重，以提高其空间运动及末端携带负载的能力，最好能将机械臂和驱动装置分开。目前国内外研究的比较多的是线绳驱动的连续体型机械臂。这种机械臂因其超冗余度、柔顺等特点，在核工业、航空航天等受限空间中的自动化作业具有重要的潜在应用。
[0003]通过对现有技术文献检索发现，中国专利公开号CN1995777A介绍了一种用于机械臂的钢丝绳传动机构。该发明通过两节机械臂转轴V形槽上缠绕的钢丝来驱动机械臂关节。该钢丝绳传动机构的大臂和小臂驱动关节仍位于关节处，使得驱动装置与机械臂关节并没有完全分开。并且该机构对两节串联的机械臂较为适用，很难再扩展串接多节机械臂。中国专利申请公布号CN102941579介绍了一种与公开号CN1995777A中类似的机械臂的钢丝绳传动机构。只是他在每个机械臂转动关节处减少了轴承等机械部件，一定程度上减小了机械臂自重负载，但是由于其驱动线绳作用在转动关节上，扩展多节机械臂时受机械臂内空间限制，从其说明图上可以看出扩展三节机械臂都已经显得非常拥挤，也很难扩展多级机械臂。中国专利公开号CN101653353A和公布号CN103948435A分别介绍了用于一种内窥镜机器人和一种单孔腹腔镜微创手术系统。这两种手术机器人中的机械臂都属于线绳驱动的连续体机械臂。由于用于人体手术的机械臂外径比较小，可以看到这两个专利里的驱动系统的驱动线绳与机械臂连接之后都弯曲得十分厉害，增大了驱动装置的阻力。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种线绳传动机械臂的驱动装置。
[0005]根据本发明提供的线绳传动机械臂的驱动装置，包括装夹装置、驱动传动模块、连接夹紧装置以及支撑机架；
[0006]其中，所述驱动传动模块设置在所述支撑机架上；所述连接夹紧装置连接所述驱动传动模块上；所述装夹装置连接所述支撑机架的机架前端板外侧；
[0007]所述装夹装置用于安装机械臂以及用于机械臂的驱动线缆的通过及导向；所述连接夹紧装置用于连接并夹紧通过所述装夹装置的驱动线缆；所述驱动传动模块用于驱动所述连接夹紧装置运动，进而通过所述驱动线缆带动所述机械臂运动。
[0008]优选地，还包括扩线装置；所述扩线装置设置在所述支撑机架的机架前端板内侧；所述扩线装置用于所述驱动线缆的扩线；
[0009]所述扩线装置与所述装夹装置在同一轴线上。
[0010]优选地，还包括支座；所述支座的两端设置有滑槽；所述支撑机架的两端设置在所述滑槽内。
[0011]优选地，所述装夹装置包括筒壁和连接盘；所述筒壁的后端部连接所述连接盘；
[0012]所述筒壁的后端面设置上沿周向均匀分布的第一过线孔；所述第一过线孔的后端设置有第一圆环槽；所述第一圆环槽的口沿设置有倒角；
[0013]所述连接盘设置有沿周向均匀分布的第一扇形沉头孔；所述装夹装置通过所述第一扇形沉头孔连接所述机架前端板。
[0014]优选地，所述扩线装置包括扩线盘支撑杆和扩线盘；
[0015]所述扩线盘的外圈沿周向设置有多个第二扇形沉头孔，所述扩线盘通过所述第二扇形沉头孔与所述扩线盘支撑杆连接；所述扩线盘支撑杆与所述支架前端板的内侧连接；
[0016]所述扩线盘内圈上沿圆周方向均布多个第二过线；所述第二过线孔与所述第一过线孔一一对应；所述第二过线孔的前端设置有第二圆环槽。
[0017]优选地，所述连接夹紧装置包括顺次相连的连接螺帽、连接板以及夹线板；所述连接螺帽上依次设置有的圆形孔和方形孔；所述夹线板上设置有第三过线孔和拧紧螺纹孔；当所述驱动线缆的端部通过所述第三过线孔中时，通过拧紧螺纹孔中的螺栓固定。
[0018]优选地，所述驱动传动模块包括固定底板、滚珠丝杠、固定轴承座、联轴器、电机及减速箱、直线导轨以及机械限位块；
[0019]其中，所述固定轴承座与所述直线导轨设置在所述固定底板上；所述滚珠丝杠与所述电机及减速箱通过所述联轴器相连，所述滚珠丝杠一端通过所述滚珠丝杠的轴环固定在所述固定轴承座的轴承内圈上；所述滚珠丝杠的所述滚珠螺母通过所述连接螺帽连接在所述直线导轨的滑块上；
[0020]所述圆形孔连接所述滚珠螺母；所述方形孔连接所述滑块。
[0021]优选地，所述支撑机架包括电机法兰端板、法兰端板支撑杆、机架后端板、机架支撑杆以及机架前端板；
[0022]所述电机法兰端板和所述机架后端板之间通过法兰端板支撑杆接；所述机架后端板所述机架前端板之间通过机架支撑杆接；机架前端板机架后端板设有沿周向均匀分布相对应的卡槽；所述固定底板的两端分别设置在相对应的两个所述卡槽内。
[0023]优选地，所述支座包括所述支座上块、所述支座下块以及所述支座下块连接板；
[0024]其中，所述支座上块和支座下块上均开有滑槽；所述支座下块连接板的一端连接一支座下块，另一端连接另一支座下块；所述支座上块的滑槽和所述支座下块的滑槽相对连接；
[0025]所述机架前端板设置在一支座下块的滑槽内和机架后端板设置另一支座下块的滑槽内。
[0026]优选地，所述驱动传动模块和所述连接夹紧装置构成一传动单元；所述传动单元的数量为多个；多个所述传动单元沿所述支撑机架的周向均匀分布；
[0027]所述传动单元、所述第二过线孔、所述第一过线孔一一对应。
[0028]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0029]1、本发明设置有扩线装置，能够给驱动传动模块合适的空间使得本发明更加紧凑提高空间利用率；由于使驱动传动模块沿径向外移，可以减小受力点到传动单元的距离，从而大大减小力矩，减小本发明的阻力负载；
[0030]2、本发明整体结构呈圆柱状，而一般线绳驱动连续体型机械臂都是呈圆柱状，一方面机械臂和驱动装置分开可以减轻多级机械臂串接的自重，以提高其空间运动及末端携带负载的能力，另一方面可以使驱动装置与连续体型的机械臂很好接合，驱动线缆不需要大量弯曲，可以很大程度的减小阻力，提高传动效率；
[0031]3、本发明中可以搭载很多套传动单元，第一过线孔、第二过线孔和第三过线孔的数量为多个，从而能提供多达多个自由度；
[0032]4、本发明对驱动线缆驱动的连续体型机械臂都有一定的通用性。
【附图说明】
[0033]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0034]图1为本发明的结构示意图；
[0035]图2a、图2b为本发明中装夹装置的结构示意图；
[0036]图3a、图3b为本发明中扩线机构的结构示意图；
[0037]图4为本发明中驱动传动模块的结构示意图；
[0038]图5为本发明中连接夹紧装置的结构示意图；
[0039]图6为本发明中支撑机架的结构示意图；
[0040]图7为本发明中支座的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0042]在本实施例中，如图1所示，为本发明提供的线绳传动机械臂的驱动装置的整体结构示意图。为了清楚的表达内部结构，部分传动单元被隐去。从图中可以看出，其整体结构呈圆柱状，而一般线绳驱动连续体型机械臂都是呈圆柱状，这样可以使驱动装置与连续体型的机械臂实现几乎无缝接合，可以很大程度的减小阻力，提高传动效率；其次从图1中可以看出