本發明涉及繩驅關節，具體涉及一種繩驅關節結構及機器人。

背景技術：

1、人形機器人的驅動形式包括電機驅動、液壓驅動及繩驅等方式。其中，繩驅技術?是一種利用繩索作為傳動介質的傳動方式，通過拉緊或放松繩索來實現對輸出端機構或部件的精確控制。

2、公開號cn112476477b公開了一種繩驅動三自由度偏置關節，其包括三自由度驅動裝置，每個自由度驅動裝置分別包括驅動電機、電機支架、交叉滾子軸承、軸承外壓及繩輪等。并在繩輪的兩側邊緣布置兩根傳動繩，兩根傳動繩通過導引滑輪組和導引孔纏繞在絞盤，分別驅動絞盤的正反兩個轉動方向，實現三自由度的靈活調整。

3、然而，該專利中實現每個自由度的靈活調整均需要兩根繩索，也即實現n個自由度靈活調整則需要2n根繩索，驅動數量相對較多，有待簡化。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服上述技術不足，提出一種繩驅關節結構，解決現有技術中實現每個自由度的靈活調整均需要兩根繩索，也即實現n個自由度靈活調整則需要2n根繩索，驅動數量相對較多，有待簡化的技術問題。

2、為達到上述技術目的，本發明采取了以下技術方案：

3、第一方面，本發明提供了一種繩驅關節結構，包括：

4、安裝部，用以安裝于機器人的安裝端；

5、關節部，轉動連接所述安裝部，且轉動的軸向為第一軸向；

6、運動部，轉動連接所述關節部，且轉動的軸向為第二軸向，所述第二軸向與所述第一軸向相交；

7、三根驅動繩，包括兩根分別連接所述安裝部，并分別沿所述第一軸向的兩側布設的第一驅動繩，和一根連接所述關節部，并與兩根所述第一驅動繩分別沿所述第二軸向的兩側布設的第二驅動繩；及

8、驅動組件，安裝于所述運動部，且分別連接三根所述驅動繩，并能獨立拉緊及放松各所述驅動繩。

9、在一些實施例中，所述繩驅關節結構還包括兩個導向滑輪，兩個所述導向滑輪轉動安裝于所述運動部，且其軸向與所述第二軸向重合；

10、兩根所述第一驅動繩分別滑動壓抵于兩個所述導向滑輪。

11、在一些實施例中，所述關節部包括第一關節臂及兩個第二關節臂，所述第一關節臂轉動安裝于所述安裝部，且其兩端分別連接兩個所述第二關節臂，兩個所述第二關節臂位于所述第一關節臂的同側，且其中一個連接所述第二驅動繩；

12、所述運動部包括兩個運動臂，兩個所述運動臂分別轉動連接兩個所述第二關節臂，兩個所述導向滑輪分別轉動安裝于兩個所述運動臂。

13、在一些實施例中，所述關節部還包括第一連接臂，所述第一連接臂分別連接兩個所述第二關節臂，并位于所述第二關節臂遠離所述第一關節臂的一端，且轉動安裝于所述安裝部，所述第一連接臂轉動的軸向與所述第一關節臂轉動的軸向重合。

14、在一些實施例中，所述繩驅關節結構還包括第一繞線輪及第二繞線輪，所述第一繞線輪固定安裝于所述安裝部，且其軸向與所述第一軸向重合，所述第二繞線輪固定安裝于所述關節部，且其軸向與所述第二軸向重合；

15、兩根所述第一驅動繩經由所述第一繞線輪連接所述安裝部，所述第二驅動繩經由所述第二繞線輪連接所述關節部。

16、在一些實施例中，所述安裝部包括基座、轉軸及轉動驅動部，所述基座用以安裝于機器人的安裝端，所述轉軸轉動安裝于所述基座，并轉動連接所述關節部，所述轉動驅動部安裝于所述安裝端，并連接所述轉軸，用于驅使所述轉軸相對所述基座轉動；

17、其中，所述轉軸相對所述基座轉動的軸向為第三軸向，所述第三軸向、所述第一軸向及所述第二軸向分別相交。

18、在一些實施例中，所述轉動驅動部包括兩根牽引繩及兩個牽引驅動部，兩根所述牽引繩分別連接于所述轉軸，并分別沿所述第三軸向的兩側布設，兩個所述牽引驅動部分別安裝于所述安裝端，并連接所述牽引繩，用于收緊及放松相連的所述牽引繩。

19、在一些實施例中，所述轉軸沿所述第三軸向設有安裝通道，所述安裝通道貫穿所述轉軸。

20、在一些實施例中，所述繩驅關節結構還包括三個編碼器，三個所述編碼器分別安裝于所述轉軸、所述關節部及所述運動部，用于檢測所述轉軸相對所述基座的轉動角度、所述關節部相對所述轉軸的轉動角度及所述運動部相對所述關節部的轉動角度。

21、第二方面，本發明還公開了一種機器人，該機器人包括如上任意一項所述的繩驅關節結構。

22、與現有技術相比，本發明提供的繩驅關節結構中，第一軸向為關節部相對安裝部轉動的軸向，將其定義為z軸，而第二軸向為運動部相對關節部轉動的軸向，將其定義為x軸。并將連接安裝部的兩根驅動繩定義為第一驅動繩，將連接關節部的一根驅動繩定義為第二驅動繩。在具體裝配時，將繩驅關節結構的安裝部連接于機器人的安裝端，并將運動部作為機器人的輸出端，同時將驅動組件安裝于運動部。

23、由于兩根第一驅動繩分別沿z軸的兩側延伸布設，從而當控制第二驅動繩保持靜止，并控制兩根第一驅動繩配合一拉一放時，即可實現關節的輸出端相對安裝部繞z軸轉動。

24、且由于第二驅動繩與兩根第一驅動繩分別沿x軸的兩側延伸布設，從而當控制兩根第一驅動繩同步拉緊或放松，并控制第二驅動繩配合放松或拉緊時，能夠實現輸出端相對關節部繞x軸轉動。如此，本方案能通過三根驅動繩實現關節的輸出端在兩個自由度靈活調整，相對于現有技術少一根驅動繩，簡化驅動數量，便于提高機器人緊湊性。

技術特征：

1.一種繩驅關節結構，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的繩驅關節結構，其特征在于，所述繩驅關節結構還包括兩個導向滑輪，兩個所述導向滑輪轉動安裝于所述運動部，且其軸向與所述第二軸向重合；

3.根據權利要求2所述的繩驅關節結構，其特征在于，所述關節部包括第一關節臂及兩個第二關節臂，所述第一關節臂轉動安裝于所述安裝部，且其兩端分別連接兩個所述第二關節臂，兩個所述第二關節臂位于所述第一關節臂的同側，且其中一個連接所述第二驅動繩；

4.根據權利要求3所述的繩驅關節結構，其特征在于，所述關節部還包括第一連接臂，所述第一連接臂分別連接兩個所述第二關節臂，并位于所述第二關節臂遠離所述第一關節臂的一端，且轉動安裝于所述安裝部，所述第一連接臂轉動的軸向與所述第一關節臂轉動的軸向重合。

5.根據權利要求1所述的繩驅關節結構，其特征在于，所述繩驅關節結構還包括第一繞線輪及第二繞線輪，所述第一繞線輪固定安裝于所述安裝部，且其軸向與所述第一軸向重合，所述第二繞線輪固定安裝于所述關節部，且其軸向與所述第二軸向重合；

6.根據權利要求1所述的繩驅關節結構，其特征在于，所述安裝部包括基座、轉軸及轉動驅動部，所述基座用以安裝于機器人的安裝端，所述轉軸轉動安裝于所述基座，并轉動連接所述關節部，所述轉動驅動部安裝于所述安裝端，并連接所述轉軸，用于驅使所述轉軸相對所述基座轉動；

7.根據權利要求6所述的繩驅關節結構，其特征在于，所述轉動驅動部包括兩根牽引繩及兩個牽引驅動部，兩根所述牽引繩分別連接于所述轉軸，并分別沿所述第三軸向的兩側布設，兩個所述牽引驅動部分別安裝于所述安裝端，并連接所述牽引繩，用于收緊及放松相連的所述牽引繩。

8.根據權利要求6所述的繩驅關節結構，其特征在于，所述轉軸沿所述第三軸向設有安裝通道，所述安裝通道貫穿所述轉軸。

9.根據權利要求6所述的繩驅關節結構，其特征在于，所述繩驅關節結構還包括三個編碼器，三個所述編碼器分別安裝于所述轉軸、所述關節部及所述運動部，用于檢測所述轉軸相對所述基座的轉動角度、所述關節部相對所述轉軸的轉動角度及所述運動部相對所述關節部的轉動角度。

10.一種機器人，其特征在于，包括如權利要求1-9任意一項所述的繩驅關節結構。

技術總結
本發明公開了一種繩驅關節結構及機器人，繩驅關節結構包括安裝部、關節部、運動部、驅動組件及三根驅動繩。安裝部用以安裝于機器人的安裝端；關節部轉動連接安裝部，且轉動的軸向為第一軸向；運動部轉動連接關節部，且轉動的軸向為第二軸向，第二軸向與第一軸向相交；三根驅動繩包括兩根分別連接安裝部，并分別沿第一軸向的兩側布設的第一驅動繩，和一根連接關節部，并與兩根第一驅動繩分別沿第二軸向的兩側布設的第二驅動繩；驅動組件安裝于運動部，且分別連接三根驅動繩，并能獨立拉緊及放松各驅動繩。本方案通過三根驅動繩實現關節的輸出端在兩個自由度靈活調整，相對于現有技術少一根驅動繩，簡化驅動數量，便于提高機器人緊湊性。

技術研發人員：黃立,應高陽,李永濤,劉亞飛
受保護的技術使用者：武漢真友科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28