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申请/专利权人：上海工程技术大学

摘要：本发明公开了一种线驱动解耦机器人手臂，包括由近端至远端依次固定连接的肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节和末端执行器。肘关节采用对称式盘片设计，有效降低因线缆张紧力不均匀造成的侧向倾覆，提升了运动过程中的稳定性和负载能力，使用张力放大机构，在不增加关节质量和惯性的情况下，实现肘关节扭矩和刚度的放大，避免了肘关节运动过程中的耦合问题。腕关节的俯仰和偏航自由度通过两自由度3‑UU并联机构实现，中心轴滚转自由度由绞盘机构实现；驱动线缆结合柔性张力放大机构，在腕关节的扭矩和刚度得到提升的前提下驱动所述腕关节实现三自由度的运动。

主权项：1.一种线驱动解耦机器人手臂，包括由近端至远端依次固定连接的肩关节1、大臂2、肘关节3、小臂4、腕关节5和末端执行器6，其特征在于：所述肩关节1包括三个肩运动模块，每一肩运动模块具有单旋转自由度的旋转部，三个肩运动模块依次固定，使三个旋转部的旋转轴线彼此垂直布置；所述大臂2的近端与肩关节1远端的旋转部固定，所述大臂2上具有横向可转动固定的收卷轴A2-1、收卷轴B2-2和收卷轴C2-3，每一收卷轴上连接有驱动其旋转的第一驱动部；所述肘关节3包括：两个关节座3-3，所述关节座3-3呈U形，其相对的两侧具有竖直设置的滚板，所述滚板位于关节座3-3开口侧的端面为导向面，所述导向面的下段为竖直的限位段，上段为圆弧倒角的滚动段，两个关节座3-3的开口相对设置，且对应的导向面相接触，两个关节座3-3内的中部横向固定有中心轴，两根中心轴之间具有连接杆3-1，所述连接杆3-1的两端均与对应的中心轴可转动的固定；第一张力放大机构，包括第一驱动线缆3-10及对称固定于两个关节座3-3内的两根第一轴部3-12，两根第一轴部3-12上均可转动的固定有多槽式的第一线轮，所述第一驱动线缆3-10在两个第一线轮之间缠绕n1圈后朝近端引出并正向缠绕于收卷轴A2-1上；第二张力放大机构，包括第二驱动线缆3-11及对称固定于两个关节座3-3内的两根第二轴部3-13，两根第二轴部3-13上均可转动的固定有多槽式的第二线轮，所述第二驱动线缆3-11在两个第二线轮之间缠绕n2圈后朝近端引出并反向缠绕于收卷轴A2-1上；所述腕关节5包括：上固定架5-5，于上固定架5-5上可转动的固定有驱动转轴，所述驱动转轴的两端贯穿上固定架5-5，所述驱动转轴的远端与末端执行器6固定，所述驱动转轴连接有驱动其旋转的第二驱动部；下固定架5-7，与肘关节3远端的关节座3-3固定；3-UU并联机构5-6，固定于上固定架5-5和下固定架5-7之间；四组第三张力放大机构5-2，均匀环绕于3-UU并联机构5-6的外侧，四组第三张力放大机构5-2分置于3-UU并联机构5-6的前、后、左、右，每一组第三张力放大机构5-2包括上滑轮组和下滑轮组，所述上滑轮组固定于上固定架5-5上，所述下滑轮组固定于下固定架5-7上，上滑轮组和下滑轮组间缠绕有第三驱动线缆5-8，所述第三驱动线缆5-8的自由端经引出导轮5-9朝向近端引出；其中，前、后两侧的两根第三驱动线缆5-8引出后一正一反缠绕于收卷轴B2-2上，左、右两侧的两根第三驱动线缆5-8引出后一正一反缠绕于收卷轴C2-3固定。

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