本發(fā)明涉及一種針對繩索運(yùn)動(dòng)耦合的被動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)及其解耦方法，尤其涉及多關(guān)節(jié)的繩驅(qū)動(dòng)串聯(lián)運(yùn)動(dòng)耦合的機(jī)械臂系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
目前廣泛應(yīng)用的機(jī)械臂體積質(zhì)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性高、負(fù)載自重比低，抓取負(fù)載能耗大，效率低。為了降低機(jī)械臂的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，近年來，很多研究人員將繩索驅(qū)動(dòng)技術(shù)運(yùn)用到串聯(lián)機(jī)械臂中。繩索驅(qū)動(dòng)技術(shù)采用繩索傳遞運(yùn)動(dòng)和力。它將驅(qū)動(dòng)單元全部安裝于基座，通過繩索遠(yuǎn)程傳遞運(yùn)動(dòng)和力，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)轵?qū)動(dòng)單元外置，并且采用繩索傳動(dòng)，機(jī)械臂的質(zhì)量及體積可以大幅降低，但同時(shí)會(huì)引入關(guān)節(jié)耦合的問題。所謂關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)耦合是指一個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致另一個(gè)關(guān)節(jié)的附帶運(yùn)動(dòng)。在繩驅(qū)動(dòng)串聯(lián)機(jī)械臂中，繩索驅(qū)動(dòng)前端關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致后端關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)繩索的變化進(jìn)而導(dǎo)致關(guān)節(jié)的附帶轉(zhuǎn)動(dòng)。目前針對關(guān)節(jié)解耦主要有兩種方法：一、采用運(yùn)動(dòng)控制算法進(jìn)行主動(dòng)解耦，隨著關(guān)節(jié)的增多，控制算法的復(fù)雜度急劇增加；二、采用套索傳動(dòng)，并不存在運(yùn)動(dòng)耦合現(xiàn)象，但繩索與套索間摩擦較大，且存在死區(qū)、間隙、遲滯等非線性特性，機(jī)械臂的控制精度及動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性難以保證。因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決串聯(lián)繩驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)繩索的運(yùn)動(dòng)耦合問題，本發(fā)明提供了一種針對繩索運(yùn)動(dòng)耦合的被動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)及其解耦方法，簡單可靠，易于實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明涉及的一種針對繩索運(yùn)動(dòng)耦合的被動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)，其特征在于:從前向后依次包括關(guān)節(jié)基座、固定輪、隨動(dòng)輪、主動(dòng)輪、當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿；其中固定輪包括固定輪輪盤和固定輪輪軸，固定輪輪盤和固定輪輪軸相互固連并與關(guān)節(jié)基座固定連接，不能相對轉(zhuǎn)動(dòng)；隨動(dòng)輪和主動(dòng)輪均通過軸承安裝于固定輪輪軸上可轉(zhuǎn)動(dòng)，但軸向移動(dòng)均被限制；主動(dòng)輪與當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿固定連接；該機(jī)構(gòu)還包括一根左解耦繩索、一根右解耦繩索、一根后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索、一根后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索；上述隨動(dòng)輪包括隨動(dòng)輪主體，隨動(dòng)輪主體的前側(cè)安裝前側(cè)導(dǎo)線盤，后側(cè)安裝后側(cè)導(dǎo)線盤，前側(cè)導(dǎo)線盤和后側(cè)導(dǎo)線盤結(jié)構(gòu)相同，均加工有兩同心圓環(huán)導(dǎo)線槽，兩同心圓環(huán)導(dǎo)線槽分別為解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽和驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽；解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽和驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽的半徑分別為r1,r2；隨動(dòng)輪主體上方還安裝左定滑輪模塊和右定滑輪模塊；左定滑輪模塊和右定滑輪模塊均由同軸安裝的一個(gè)解耦繩索定滑輪和一個(gè)驅(qū)動(dòng)繩索定滑輪組成；上述固定輪下方和主動(dòng)輪下方均設(shè)置有四個(gè)與輪軸軸線平行的通孔，且通孔進(jìn)行圓角處理或安裝滑輪分別用于上述左解耦繩索、右解耦繩索、后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索的導(dǎo)向；上述左解耦繩索的前端與固定輪固定，之后先穿過固定輪上的對應(yīng)通孔，再按順時(shí)針方向沿著前側(cè)導(dǎo)線盤的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽自下而上到達(dá)左定滑輪模塊，再經(jīng)過左定滑輪模塊換向180度，再按逆時(shí)針方向沿著后側(cè)導(dǎo)線盤的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽自上而下，再穿過主動(dòng)輪上的對應(yīng)通孔后，繩索的末端與主動(dòng)輪固定；上述右解耦繩索的前端與固定輪固定，之后先穿過固定輪上的對應(yīng)通孔，再按逆時(shí)針方向沿著前側(cè)導(dǎo)線盤的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽自下而上到達(dá)右定滑輪模塊，再經(jīng)過右定滑輪模塊換向180度，再按順時(shí)針方向沿著后側(cè)導(dǎo)線盤的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽自上而下，再穿過主動(dòng)輪上的對應(yīng)通孔后，繩索的末端與主動(dòng)輪固定；上述后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索的前端用于與后端關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)單元相連；之后先穿過固定輪上的對應(yīng)通孔，再按順時(shí)針方向沿著前側(cè)導(dǎo)線盤的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽自下而上到達(dá)左定滑輪模塊，再經(jīng)過左定滑輪模塊換向180度，再按逆時(shí)針方向沿著后側(cè)導(dǎo)線盤的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽自上而下，再穿過主動(dòng)輪上的對應(yīng)通孔后，后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索的末端與后端關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)連桿相連；上述后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索的前端用于與后端關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)單元相連；之后先穿過固定輪上的對應(yīng)通孔，再按逆時(shí)針方向沿著前側(cè)導(dǎo)線盤的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽自下而上到達(dá)右定滑輪模塊，再經(jīng)過右定滑輪模塊換向180度，再按順時(shí)針方向沿著后側(cè)導(dǎo)線盤的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽自上而下，再穿過主動(dòng)輪上的對應(yīng)通孔后，后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索的末端與后端關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)連桿相連；上述結(jié)構(gòu)中所述順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向均指從前向后觀察。上述的基于解耦繩索的繩索運(yùn)動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)的解耦方法，其特征在于：利用左解耦繩索和右解耦繩索的正反向圓弧走線纏繞，實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角速度為當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿旋轉(zhuǎn)角速度ω的一半，即為ω/2，并且左解耦繩索和右解耦繩索始終保持張緊，實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)輪正反向可靠驅(qū)動(dòng)；并通過后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索和后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索正反向圓弧走線纏繞，實(shí)現(xiàn)后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索和后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索位移變化率的是隨動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角速率ω/2的2r2倍，其中r2為后端關(guān)節(jié)左、右驅(qū)動(dòng)繩索沿著前、后導(dǎo)線盤上的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽的走線半徑，ω為當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿的旋轉(zhuǎn)角速度；由當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)引起的后端關(guān)節(jié)左、右驅(qū)動(dòng)繩索右端的末端將產(chǎn)生+ωΔt·r2，-ωΔt·r2的位移，其中以沿著繩索方向由驅(qū)動(dòng)單元端指向關(guān)節(jié)端方向?yàn)檎挥呻S動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)引起的后端關(guān)節(jié)左、右驅(qū)動(dòng)繩索的右端末端將產(chǎn)生-2r2·ω/2·Δt、+2r2·ω/2·Δt的位移，其中以沿著繩索方向由驅(qū)動(dòng)單元端指向關(guān)節(jié)端方向?yàn)檎粌烧邔?shí)現(xiàn)相互抵消；即無論當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿帶動(dòng)主動(dòng)輪如何旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過解耦機(jī)構(gòu)后的后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索和后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索的后端與當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿無相對位移，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)間的解耦。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)繩索運(yùn)動(dòng)被動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)繩索的被動(dòng)解耦，無須主動(dòng)解耦，簡化了運(yùn)動(dòng)控制算法。該機(jī)構(gòu)采用繩索-滑輪的傳動(dòng)機(jī)制，摩擦力小，響應(yīng)性能好。避免了套索驅(qū)動(dòng)的大摩擦、死區(qū)、遲滯等非線性驅(qū)動(dòng)特性。該解耦機(jī)構(gòu)可以工作在0～300°范圍內(nèi)，工作范圍大，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、可靠。該解耦機(jī)構(gòu)與繩驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)配套安裝，可以實(shí)現(xiàn)模塊化，應(yīng)用范圍廣，成本低。附圖說明圖1是本發(fā)明繩驅(qū)動(dòng)串聯(lián)機(jī)械臂解耦機(jī)構(gòu)的立體分解圖；圖2是本發(fā)明解耦機(jī)構(gòu)中隨動(dòng)盤的立體圖；圖3是本發(fā)明繩索運(yùn)動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明解耦機(jī)構(gòu)中繩索纏繞走線的立體圖，其中左邊為解耦繩索和后端關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)繩索的走線示意圖；右邊為當(dāng)前關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)繩索走線示意圖；圖5是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)繩索的解耦過程示意圖，其中左邊為主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，后端關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)繩索的走線示意圖；右邊為隨動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，后端關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)繩索的走線示意圖；圖中標(biāo)號(hào)名稱：1固定輪；2隨動(dòng)輪；3驅(qū)動(dòng)輪；4當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿；5關(guān)節(jié)基座；21前側(cè)導(dǎo)線盤；22隨動(dòng)輪主體；23后側(cè)導(dǎo)線盤；24-1左定滑輪模塊；24-2右定滑輪模塊；25左解耦繩索；26右解耦繩索；61當(dāng)前關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索；62當(dāng)前關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索；71后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索；72后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索；81后端關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)單元；82當(dāng)前關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)單元；9后端關(guān)節(jié)連桿。具體實(shí)施方式附圖非限制性地公開了本發(fā)明所涉及及優(yōu)選實(shí)施的結(jié)構(gòu)示意圖，以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案。請參閱圖1、2所示，提供一種用于繩索驅(qū)動(dòng)串聯(lián)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)繩索運(yùn)動(dòng)被動(dòng)解耦的機(jī)構(gòu)。從前向后依次包括關(guān)節(jié)基座5，固定輪1、隨動(dòng)輪2、主動(dòng)輪3、當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4。其中固定輪1包括固定輪輪盤和固定輪輪軸，并與關(guān)節(jié)基座5固定連接不能轉(zhuǎn)動(dòng)；隨動(dòng)輪2和主動(dòng)輪3均通過軸承安裝于固定輪輪軸上可轉(zhuǎn)動(dòng)，但軸向移動(dòng)均被限制；主動(dòng)輪3與當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4固定連接。該機(jī)構(gòu)還包括一根左解耦繩索25、一根右解耦繩索26、一根后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、一根后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72；其中，如圖1、2、3所示，所述的固定輪1與關(guān)節(jié)基座5緊固，固定輪1輪盤表面加工有導(dǎo)線環(huán)槽，用于引導(dǎo)解耦繩索、驅(qū)動(dòng)繩索走線，固定輪輪盤上加工有4個(gè)與輪軸線平行的通孔，在經(jīng)過圓角處理后或在通孔口處安裝滑輪對后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72導(dǎo)向。固定輪1輪軸為階梯軸，軸肩用于限制隨動(dòng)輪2、主動(dòng)輪3的軸向位移，階梯軸的尺寸需保證固定輪1、隨動(dòng)輪2、主動(dòng)輪3輪盤表面剛好貼合，并且兩兩相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤面間無摩擦力產(chǎn)生。其中，所述的隨動(dòng)輪2如圖2所示，包括隨動(dòng)輪主體22，隨動(dòng)輪主體22的前側(cè)安裝前側(cè)導(dǎo)線盤21，后側(cè)安裝后側(cè)導(dǎo)線盤23，均采用螺釘緊固。前側(cè)導(dǎo)線盤21和后側(cè)導(dǎo)線盤23結(jié)構(gòu)相同，均加工有兩同心圓環(huán)導(dǎo)線環(huán)槽，兩同心圓環(huán)導(dǎo)線環(huán)槽分別為解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽和驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽；解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽和驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽的半徑均為r1,r2；隨動(dòng)輪主體22上方還安裝左定滑輪模塊24-1和右定滑輪模塊24-2；左定滑輪模塊24-1和右定滑輪模塊24-2均由一個(gè)解耦繩索定滑輪和一個(gè)驅(qū)動(dòng)繩索定滑輪組成；隨動(dòng)輪主體22上開有軸承孔，與軸承外圈配合，軸承內(nèi)圈與固定輪1輪軸配合。其中，如圖1、3所示，所述主動(dòng)輪3與當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4緊固，輪盤表面加工有導(dǎo)線環(huán)槽，用于引導(dǎo)解耦繩索、驅(qū)動(dòng)繩索的走線。主動(dòng)輪上加工有四個(gè)與軸線平行的通孔，通孔邊緣需經(jīng)過圓角處理或在通孔口安裝滑輪對后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72導(dǎo)向。主動(dòng)輪3上開有軸承孔，與軸承外圈配合，軸承內(nèi)圈與固定輪1輪軸配合。其中，如圖2、4所示，所述左解耦繩索25、右解耦繩索26，用來驅(qū)動(dòng)隨動(dòng)輪。繩索立體纏繞圖如圖3所示，繩索只受拉不受壓，為正反向驅(qū)動(dòng)隨動(dòng)輪，解耦繩索設(shè)計(jì)為兩根。左解耦繩索25的前端與固定輪1固定，之后先穿過固定輪1上的對應(yīng)通孔，再按順時(shí)針方向沿著前側(cè)導(dǎo)線盤21的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽自下而上到達(dá)左定滑輪模塊24-1，再經(jīng)過左定滑輪模塊24-1換向180度，再按逆時(shí)針方向沿著后側(cè)導(dǎo)線盤23的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽自上而下，再穿過主動(dòng)輪3上的對應(yīng)通孔后，繩索的末端與主動(dòng)輪3固定；右解耦繩索26的前端與固定輪1固定，之后先穿過固定輪1上的對應(yīng)通孔，再按逆時(shí)針方向沿著前側(cè)導(dǎo)線盤21的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽自下而上到達(dá)右定滑輪模塊24-2，再經(jīng)過右定滑輪模塊24-2換向180度，再按順時(shí)針方向沿著后側(cè)導(dǎo)線盤23的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽自上而下，再穿過主動(dòng)輪3上的對應(yīng)通孔后，繩索的末端與主動(dòng)輪3固定；當(dāng)當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4以圖1方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)主動(dòng)輪3同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，與主動(dòng)輪3固結(jié)的左解耦繩索25，右解耦繩索26，右解耦繩索26張緊，左解耦繩索25松弛。當(dāng)前側(cè)導(dǎo)線盤21、后側(cè)導(dǎo)線盤23上的解耦繩索導(dǎo)線環(huán)槽半徑均等于r1時(shí)，即可保證隨動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω的1/2，并且由主動(dòng)輪3轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致右解耦繩索26的固定端(主動(dòng)輪3上的)位移大小為ωΔt·r1，由右解耦繩索26驅(qū)動(dòng)隨動(dòng)輪2導(dǎo)致左解耦繩索25的固定端(主動(dòng)輪3上的)位移大小為ωΔt/2·2r1＝ωΔt·r1，位移大小相等。由此保證左解耦繩索25、右解耦繩索26不會(huì)產(chǎn)生某根解耦繩索過于緊繃或產(chǎn)生松弛的現(xiàn)象，確保隨動(dòng)輪正反向驅(qū)動(dòng)的可靠性。其中，如圖3、4所示，所述當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4的旋轉(zhuǎn)，采用兩根當(dāng)前關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索61、當(dāng)前關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索62遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)。當(dāng)前關(guān)節(jié)的左驅(qū)動(dòng)繩索61、當(dāng)前關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索62的上端的末端固定在當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4上，下端的末端與當(dāng)前關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)單元82固結(jié)。當(dāng)前關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索61、當(dāng)前關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索62纏繞在當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4上，當(dāng)前關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索61按逆時(shí)針方向纏繞，而當(dāng)前關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索62以順時(shí)針方向纏繞。當(dāng)當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4沿著如圖3方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)前關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索61纏繞在當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4上，當(dāng)前關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索62從當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4上剝離，且剝離量與纏繞量對應(yīng)的繩長相等，不會(huì)導(dǎo)致某根繩索過于緊繃或松弛的現(xiàn)象，確保繩索正反向驅(qū)動(dòng)的可靠性。其中，如圖3、5中所示，所述后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72，后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71的前端用于與后端關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)單元相連；之后先穿過固定輪1上的對應(yīng)通孔，再按順時(shí)針方向沿著前側(cè)導(dǎo)線盤21的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽自下而上到達(dá)左定滑輪模塊24-1，再經(jīng)過左定滑輪模塊24-1換向180度，再按逆時(shí)針方向沿著后側(cè)導(dǎo)線盤23的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽自上而下，再穿過主動(dòng)輪3上的對應(yīng)通孔后，后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71的末端用于與后端關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)連桿相連；后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72的前端用于與后端關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)單元相連；之后先穿過固定輪1上的對應(yīng)通孔，再按逆時(shí)針方向沿著前側(cè)導(dǎo)線盤21的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽自下而上到達(dá)右定滑輪模塊24-2，再經(jīng)過右定滑輪模塊24-2換向180度，再按順時(shí)針方向沿著后側(cè)導(dǎo)線盤23的驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽自上而下，再穿過主動(dòng)輪3上的對應(yīng)通孔后，后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72的末端與后端關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)連桿相連；由于后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72沿著前側(cè)導(dǎo)線盤21、后側(cè)導(dǎo)線盤23上的導(dǎo)線環(huán)槽纏繞，并且前側(cè)導(dǎo)線盤21、后側(cè)導(dǎo)線盤23上的導(dǎo)線環(huán)槽半徑相等，均為r2，所以隨動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致的后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72右側(cè)末端的速率是隨動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)角速率的2r2倍。如圖5左圖所示，當(dāng)主動(dòng)輪3以圖3所示方向、ω角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過主動(dòng)輪3上通孔的導(dǎo)向，后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71沿著后側(cè)導(dǎo)線盤23上的導(dǎo)線環(huán)槽脫離，后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71的右側(cè)末端產(chǎn)生+ωΔt·r2位移，而后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72沿著后側(cè)導(dǎo)線盤23上的導(dǎo)線環(huán)槽纏繞，后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72的右側(cè)末端產(chǎn)生-ωΔt·r2位移(ω為主動(dòng)輪3的旋轉(zhuǎn)角速度，r2為前側(cè)導(dǎo)線盤21、后側(cè)導(dǎo)線盤23上驅(qū)動(dòng)繩索導(dǎo)線環(huán)槽的半徑，以沿著繩索方向向上為正)。如圖5右圖所示，由于左解耦繩索25、右解耦繩索26的驅(qū)動(dòng)，隨動(dòng)輪2以ω/2角速度跟隨主動(dòng)輪3同向轉(zhuǎn)動(dòng)，隨動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的角度ωΔt/2。因?yàn)殡S動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72右側(cè)末端的速率是隨動(dòng)輪角速率的2r2倍，所以后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72的右側(cè)末端的位移大小為ωΔt/2·2r2＝ωΔt·r2。隨動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71會(huì)繼續(xù)沿著前側(cè)、后側(cè)導(dǎo)線盤上的導(dǎo)線環(huán)槽纏繞，纏繞長度為ωΔt·r2，也即后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71的右端將產(chǎn)生-ωΔt·r2位移。后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72的一部分將沿著前側(cè)、后側(cè)導(dǎo)線盤上的導(dǎo)線環(huán)槽脫離，脫離長度為ωΔt·r2，也就是后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72的右端將產(chǎn)生+ωΔt·r2位移(沿著繩索方向向上為正)。后端關(guān)節(jié)左驅(qū)動(dòng)繩索71、后端關(guān)節(jié)右驅(qū)動(dòng)繩索72在經(jīng)過解耦模塊后，它們右側(cè)的末端與當(dāng)前關(guān)節(jié)連桿4無相對移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)繩長補(bǔ)償。也即后端關(guān)節(jié)的兩根驅(qū)動(dòng)繩索沒有因當(dāng)前關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生與后端關(guān)節(jié)間的相對移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前關(guān)節(jié)與后端關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)解耦。