一種具有出繩點竄動補償功能的鋼絲傳動關節的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于機器人的傳動關節，具體涉及一種高效率的能夠自動補償繩輪出繩點竄動的交叉軸鋼絲傳動關節。
【背景技術】
[0002]機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。機器人主要分為工業機器人、固定式機器人和移動式機器人。機器人結構的核心是機器人的關節，機器人的任何運動均有轉動關節組成。工業機器人則完全由轉動關節串聯組成，由各個關節之間的聯動實現機器人的各種位置和姿態，達到不同的效果。移動機器人分為足式和輪式，均需要轉動關節作為驅動，并且機器人上的執行機構也需要轉動關節來驅動，固定式的機器人也是如此。特別是現在一些新型的機器人比如外骨骼之類的對關節的尺寸，效率有著特殊要求的機器人，在轉動關節的設計上更是需要注意。因此，機器人的轉動關節設計的優劣往往決定著機器人整體性能的好壞。以往機器人的機構往往是采用特定的傳動方式、為實現某特定功能而專門設計的，通常，電機軸均與轉軸重合，但是由于電機自身的長度的限制，導致機器人的關節尺寸比較大，對機器人整體結構的影響也比較大，或者在關節處采取齒輪傳動的方式將驅動裝置放在機械臂中，但是由于使用了齒輪的傳動機構，由于加工以及齒輪本身滑動傳動的特點，會導致效率比較低。所以傳統機器人旋轉關節的尺寸也比較大，結構復雜，拆裝維修困難。但是目前已有的驅動關節，一般電機軸線與機器人臂的關節軸線相垂直，一方面由于電機的配置需要空間，就會使桿件的橫截面積增大，限制了機器人空間上使用；另一方面也會影響機器人桿件的美觀程度。類似的許多關節裝置，電機軸與桿件垂直，電機位置處的桿件體積較大。因此，這類關節不適合制造結構緊湊，關節數量多，并且要求傳動比精確、可靠的場合。
[0003]除此之外，很多關節驅動機構，一般都是由多個關節、驅動器和傳動機構組成的，目前公開的關節器的傳動機構，其關節的活動都是由單獨的齒輪等機械直接帶動或者傳動。目前公開的驅動機構，多是齒輪機構聯合驅動，機械直接帶動關節的運動，由于機件和機件之間總會有一定的間隙，影響關節線性地協調地運動，影響關節運動的正確性、穩定性、和可操作性。比如，渦流蝸桿的傳動機構，能量傳輸效率太低，功率損耗太大，驅動器的能力不能充分的利用，再加上如前所說的問題，給比較精確的關節驅動機構，帶來更多的麻煩。為解決以上的不足，在技術上可以采取一些補償辦法，但是它會使關節驅動器變的更加復雜。
【發明內容】
[0004]本發明是為解決現有的驅動關節可靠性差、能量傳輸效率低以及影響機器人使用空間小的問題，進而提供一種具有出繩點竄動補償功能的鋼絲傳動關節。
[0005]本發明為解決上述問題采取的技術方案是:一種具有出繩點竄動補償功能的鋼絲傳動關節，它包括小臂和大臂；小臂包括小臂座、鋼絲繩輪、螺母座、絲杠軸、絲杠副、電機、直線軸承座、直線軸承、鋼絲繩和兩個鋼絲繩舵輪;大臂包括軸承座和大臂座；
[0006]電機滑動安裝在小臂座上，電機沿電機軸的軸向移動，電機的輸出端與絲桿軸的一端連接，直線軸承座安裝在小臂座上，直線軸承安裝在直線軸承座上，絲杠軸插裝在直線軸承上，絲杠軸的另一端與絲杠副的絲杠連接，絲杠副的螺母布置在安裝在小臂座上的螺母座上，絲杠軸上固裝有鋼絲繩螺紋輪盤，鋼絲繩螺紋輪盤布置在螺母座和直線軸承座之間，鋼絲繩螺紋輪盤的兩側分別布置有一個鋼絲繩舵輪，鋼絲繩舵輪轉動安裝在小臂座上；
[0007]小臂座通過安裝在軸承座上的軸承與大臂座轉動連接，鋼絲繩輪安裝在軸承座上，鋼絲繩輪與小臂座相鄰設置，鋼絲繩的一端纏繞在鋼絲繩螺紋輪盤上，鋼絲繩的另一端依次繞過其中一個鋼絲繩舵輪、鋼絲繩輪和另一個鋼絲繩舵輪后并在鋼絲繩螺紋輪盤上繞制一圈固定在小臂座上。
[0008]本發明的技術方案具有以下有益效果:
[0009]—、基于傳統關節驅動的不足，本發明設計了具有出繩點竄動補償功能的鋼絲傳動關節結構，利用電機帶動鋼絲繩輪驅動關節進行轉動，關節轉軸軸線和電機軸線之間有一定角度(多數情況為直角)，由于鋼絲繩傳動是靜摩擦傳動，因而效率較高，鋼絲繩傳動比取決于輸入繩輪與輸出繩輪的直徑比，因而可以實現大的傳動比，而且可以使鋼絲的拉力較小，因而結構緊湊，傳動誤差較小。根據輸入輪和輸出輪上鋼絲的纏繞方式，可以配比出不同的關節角度輸出范圍和傳動比。
[0010]二、電機的軸配置方向與手臂桿件方向一致，使手臂桿件結構更為緊湊，增大了手臂的使用范圍和空間，同時也更為美觀。
[0011]三、采用滾珠絲絲杠和鋼絲繩輪作為傳動機構，傳動效率較高，且比較可靠。
[0012]四、螺母轉動可補償絲杠軸旋轉導致鋼絲繩螺紋輪盤剛出線點產生的偏離距離，保證鋼絲沿鋼絲繩螺紋輪盤的螺紋線槽出線，而不會劃出螺紋線槽，使傳動比恒定，同時增強可靠性。
[0013]五、結構簡單，易于使用。
[0014]六、可以實現比較大的傳動比。
[0015]七、可以實現關節比較大的轉動范圍。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的整體立體結構圖；
[0017]圖2是電機和滑動機構連接的立體結構放大圖；
[0018]圖3是舵輪軸、鋼絲繩舵輪和舵輪座的立體結構放大圖；
[0019]圖4是絲杠軸的立體結構放大圖。
【具體實施方式】
[0020]【具體實施方式】一:結合圖1-圖4說明，本實施方式的一種具有出繩點竄動補償功能的鋼絲傳動關節，它包括小臂和大臂；小臂包括小臂座A、鋼絲繩輪1、螺母座D、絲杠軸F、絲杠副、電機G1、直線軸承座L、直線軸承M、鋼絲繩Η和兩個鋼絲繩舵輪E2;大臂包括軸承座C和大臂座B;
[0021]電機G1滑動安裝在小臂座A上，電機G1沿電機軸的軸向移動，電機G1的輸出端與絲桿軸F的一端連接，直線軸承座L安裝在小臂座A上，直線軸承Μ安裝在直線軸承座L上，絲杠軸F插裝在直線軸承Μ上，絲杠軸F的另一端與絲杠副的絲杠F2連接，絲杠副的螺母J布置在安裝在小臂座Α上的螺母座D上，絲杠軸F上固裝有鋼絲繩螺紋輪盤F1，鋼絲繩螺紋輪盤F1布置在螺母座D和直線軸承座L之間，鋼絲繩螺紋輪盤F1的兩側分別布置有一個鋼絲繩舵輪E2，鋼絲繩舵輪E2轉動安裝在小臂座A上；
[0022]小臂座A通過安裝在軸承座C上的軸承與大臂座B轉動連接，鋼絲繩輪I安裝在軸承座C上，鋼絲繩輪I與小臂座A相鄰設置，鋼絲繩Η的一端纏繞在鋼絲繩螺紋輪盤F1上，鋼絲繩Η的另一端依次繞過其中一個鋼絲繩舵輪Ε2、鋼絲繩輪I和另一個鋼絲繩舵輪Ε2后并在鋼絲繩螺紋輪盤F1上繞制一圈固定在小臂座Α上。
[0023]【具體實施方式】二:結合圖1說明，本實施方式的絲杠副為滾珠絲杠副。如此設置，傳動效率高，運行穩定可靠。其它與【具體實施方式】一相同。
[0024]【具體實施方式】三:結合圖1說明，本實施方式的一種具有繩點竄動補償功能的鋼絲傳動關節還包括聯軸器N，電機G1的輸出端通過聯軸器N與絲杠軸F連接。如此設置，提高軸系動態性能，運行穩定可靠。其它