空间串联旋转关节型遥操作机械臂及其组合

摘要

本发明提供了一种空间串联旋转关节型遥操作机械臂及其组合，包括如下任一个或任多个构型：由三个旋转关节轴线交于一点构成的起手腕作用的腕关节部分；由一个周转关节和两个俯仰旋转关节串联构成的起手臂作用的手臂关节部分；所述手臂关节部分和腕关节部分均具有三个自由度；所述腕关节部分和／或手臂部分通过EtherCAT总线进行控制。本发明适用于MCF装备小入口、长距离、大回转复杂形状内腔空间环境维护作业，具备应对操作精度高、作业空间约束复杂、作业任务多样、作业环境复杂恶劣的能力，具有重量轻、结构高度紧凑、灵活度高、精度高、能进行实时力反馈和力控制、实时通讯性能佳等优势。

主权项

一种空间串联旋转关节型遥操作机械臂，其特征在于，包括如下多个关节：‑周转关节I；‑俯仰关节II；‑俯仰关节III；‑前端周转关节IV；‑中间俯仰旋转关节V；‑末端周转关节VI；所述周转关节I包括伺服电机I、伺服驱动器I、减速机构I、增量式编码器I、十字交叉滚子轴承I、旋转承载机构I以及固定承载机构I，其中，所述伺服电机I固定在固定承载机构I上，伺服电机I的一端与增量式编码器I相连接，伺服电机I的另一端与减速机构I相连接，所述减速机构I由行星减速箱连接一对锥齿轮再连接谐波减速器构成；所述十字交叉滚子轴承I通过减速机构I中的谐波输出端与旋转承载机构I相连接；EtherCAT总线连接伺服驱动器I和伺服电机I，并对伺服电机I进行伺服控制，所述伺服电机I及伺服驱动器I与增量式编码器I通过EtherCAT总线形成闭环反馈，所述EtherCAT总线将增量式编码器I信号、伺服电机I信号均汇总到该EtherCAT总线上；伺服电机I到伺服电机I输出轴之间的传递间隙误差以及控制和传递误差会经过减速机构I中的锥齿轮对和谐波减速器缩小并通过增量式编码器I的检测转数值与伺服驱动器I发出的转数值进行对比反馈控制补偿实现末端高精度定位。