本技术涉及机械臂构建，更具体涉及一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂。
背景技术：
1、目前的机械臂都是通过旋转关节将各个臂杆连接在一起，旋转关节由电机通过齿轮系驱动，齿轮系在相对靠近关节轴的位置施加关节扭矩。当需要较大关节扭矩时，就需要使用大扭矩电机及大型齿轮传动系统。因此，旋转关节占据了整个机械臂的大部分质量。另外，由于需要在旋转关节区域内铺设电气线束，以便在旋转关节和终端执行器之间传输电源、传感器数据、控制和视频信号，旋转关节周围的区域就变得非常拥挤，使设计变得更加复杂。
2、传统的机械臂要想增加操作距离，要么增加旋转关节的个数，要么增加每个臂杆的长度。因为旋转关节质量较大，当增加旋转关节个数时，会大大增加机械臂的重量。当增加臂杆长度时，就要增加旋转关节的扭矩，即使用大扭矩电机及大型齿轮传动系统，同样也会大大增加机械臂的质量，所以传统机械臂的操作范围非常受限。
3、现有专利公告号为cn115488871a的专利文献公开了一种轻量化高扭矩肌腱驱动单自由度机械关节装置，包括旋转关节、吊杆、两个臂杆、驱动模块和驱动绳索，旋转关节包括两个转轴，其沿垂直于吊杆方向偏置地设置在吊杆中间部分的两侧，两个臂杆的一端分别连接两个转轴，驱动绳索以拮抗驱动的方式布线于两个臂杆的另一端与吊杆的两端之间，驱动模块连接驱动绳索并控制其收放长度，驱动绳索的张力作用至吊杆的两端，进而驱动旋转关节以及两个臂杆同步转动。该方案的的关节结构有助于降低建模复杂度，提高控制精度，弱化或者避免各关节间的运动耦合，且具大角度运动范围。吊杆可增加驱动力臂，提高输出力矩。绳索拮抗控制可改变关节刚度特性。超轻的质量和优异的展收比，可实现快速布置与应用。
4、其中，该装置采用两电机或四电机驱动，包括臂杆、驱动装置、弹簧张紧结构、旋转关节、吊具装置及钢丝绳等部分组成。其中，驱动装置与弹簧张紧结构安装在臂杆内部；每个臂杆有一根驱动钢丝绳，其走线路径为：吊具一端的滑轮、臂杆上的滑轮组、驱动装置的绞盘、吊具另一端的滑轮。
5、肌腱型绳驱机械臂最大的特点就是通过绳索带动机械臂运动，在驱动过程中绳索需要始终保持绷紧的状态，参阅图1，图1为简化后的肌腱型绳驱机械臂示意图，设机械臂杆和吊具的夹角为β，四段绳索的长度分别为l1，l2，l3和l4，为了改善吊具的受力情况，通常使其在工作过程中只受沿吊杆方向的拉力或压力。因此，需要满足两个条件：1)吊具与两侧绳索的夹角始终相等；
6、2)吊具两侧绳索上的拉力始终相等；
7、在各段臂杆长度都相等的条件下，由1)可得：
8、l1＝l3 1.1
9、l2＝l4 1.2
10、再设吊具单边长度为h，臂杆长度为a，由余弦定理可知：
11、
12、
13、所以，左侧绳索的长度为：
14、
15、由上式可知，绳索的长度与夹角β有关，而夹角β又随机械臂的转动而变化，所以，绳索的长度随机械臂的转动而时刻变化，因此，需要引入绳索长度补偿装置。
技术实现思路
1、本实用新型所要解决的技术问题在于，如何补偿绳索变化量。
2、本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，包括臂杆、吊具、旋转关节、驱动装置、绳索，所述旋转关节与吊具固定连接并形成十字形结构，所述旋转关节的两端分别转动连接有一个臂杆，两个所述臂杆内均设有驱动装置，还包括绳索张紧装置，所述绳索张紧装置固定设于臂杆内，所述绳索张紧装置包括u型支架、移动支架、滚轮、弹簧，所述u型支架固定设于所述臂杆内，且u型支架的水平端滑动连接有移动支架，所述移动支架还通过弹簧与u型支架的竖直段弹性连接，所述移动支架上设有滚轮；所述绳索以完全拮抗的方式布线于两个驱动装置、滚轮与所述吊具的两端之间，所述驱动装置用于驱动绳索传动并致使旋转关节及两个所述臂杆转动。
3、通过弹簧使得滚轮与u型支架弹性连接，并将绳索穿过滚轮，使得滚轮成为动滑轮，其移动距离为钢丝绳长度变化量的一半，能够适应更大的钢丝绳长度变化，同时通过弹簧能够补偿绳索变化量。
4、作为优选的技术方案，所述u型支架包括固定板、直线导轨，所述固定板的两端分别固定连接有一个直线导轨，所述直线导轨形成所述u型支架的水平段，所述固定板形成所述u型支架的竖直段，所述弹簧一端与固定板固定连接，另一端与移动支架固定连接。
5、作为优选的技术方案，所述移动支架包括第二连接板，所述滚轮两端分别固接有一个第二连接板，并形成所述移动支架，两个所述直线导轨上均滑动连接有滑块，并通过所述滑块分别与第二连接板滑动配合，所述弹簧的另一端与第二连接板固定连接。
6、作为优选的技术方案，所述直线导轨两端分别固定连接有第一限位滑块和第二限位滑块。
7、作为优选的技术方案，所述吊具包括侧板、横板、竖板、转轴、拉力计，一个所述横板通过竖板与另一所述横板固接，所述竖板上固定连接有侧板，所述侧板的自由端转动连接转轴，所述转轴上通过拉力计与所述绳索相连。
8、作为优选的技术方案，所述驱动装置包括驱动支架、驱动电机、绞盘、齿轮组，所述驱动支架固定连接在臂杆内，所述驱动支架上对称布置有两个驱动电机，所述驱动支架上转动连接有两个绞盘，两个所述驱动电机分别通过一个齿轮组与一个所述绞盘传动连接。
9、作为优选的技术方案，所述竖板的自由端固定连接有轴承座，并通过所述轴承座与所述转轴转动配合。
10、作为优选的技术方案，所述绞盘上开设有与绳索相适配的绳槽。
11、作为优选的技术方案，还包括滑轮组，所述滑轮组包括两个第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和第二滑轮均转动连接在所述臂杆内，且位于绳索张紧装置两侧。
12、作为优选的技术方案，所述绞盘包括第一绞盘和第二绞盘，所述绳索经过所述第一绞盘缠绕后，所述绳索的固定端通过滚轮、第二绞盘、第二滑轮与吊具相连。
13、本实用新型的优点在于：
14、(1)本实用新型中，通过弹簧使得滚轮与u型支架弹性连接，并将绳索穿过滚轮，使得滚轮成为动滑轮，其移动距离为钢丝绳长度变化量的一半，能够适应更大的钢丝绳长度变化，同时通过弹簧能够补偿绳索变化量。
15、(2)本实用新型中，通过滑轮组的设置，能够防止机械臂旋转过程中钢丝绳与连接板发生干涉。
1.一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，包括臂杆、吊具、旋转关节、驱动装置、绳索，所述旋转关节与吊具固定连接并形成十字形结构，所述旋转关节的两端分别转动连接有一个臂杆，两个所述臂杆内均设有驱动装置，其特征在于，还包括绳索张紧装置，所述绳索张紧装置固定设于臂杆内，所述绳索张紧装置包括u型支架、移动支架、滚轮、弹簧，所述u型支架固定设于所述臂杆内，且u型支架的水平端滑动连接有移动支架，所述移动支架还通过弹簧与u型支架的竖直段弹性连接，所述移动支架上设有滚轮；所述绳索以完全拮抗的方式布线于两个驱动装置、滚轮与所述吊具的两端之间，所述驱动装置用于驱动绳索传动并致使旋转关节及两个所述臂杆转动。
2.根据权利要求1所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，所述u型支架包括固定板、直线导轨，所述固定板的两端分别固定连接有一个直线导轨，所述直线导轨形成所述u型支架的水平段，所述固定板形成所述u型支架的竖直段，所述弹簧一端与固定板固定连接，另一端与移动支架固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，所述移动支架包括第二连接板，所述滚轮两端分别固接有一个第二连接板，并形成所述移动支架，两个所述直线导轨上均滑动连接有滑块，并通过所述滑块分别与第二连接板滑动配合，所述弹簧的另一端与第二连接板固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，所述直线导轨两端分别固定连接有第一限位滑块和第二限位滑块。
5.根据权利要求1所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，所述吊具包括侧板、横板、竖板、转轴、拉力计，一个所述横板通过竖板与另一所述横板固接，所述竖板上固定连接有侧板，所述侧板的自由端转动连接转轴，所述转轴上通过拉力计与所述绳索相连。
6.根据权利要求1所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，所述驱动装置包括驱动支架、驱动电机、绞盘、齿轮组，所述驱动支架固定连接在臂杆内，所述驱动支架上对称布置有两个驱动电机，所述驱动支架上转动连接有两个绞盘，两个所述驱动电机分别通过一个齿轮组与一个所述绞盘传动连接。
7.根据权利要求5所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，所述竖板的自由端固定连接有轴承座，并通过所述轴承座与所述转轴转动配合。
8.根据权利要求6所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，所述绞盘上开设有与绳索相适配的绳槽。
9.根据权利要求6所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，还包括滑轮组，所述滑轮组包括两个第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和第二滑轮均转动连接在所述臂杆内，且位于绳索张紧装置两侧。
10.根据权利要求9所述的一种能够补偿绳索伸长量的肌腱型绳驱机械臂，其特征在于，所述绞盘包括第一绞盘和第二绞盘，所述绳索经过所述第一绞盘缠绕后，所述绳索的固定端通过滚轮、第二绞盘、第二滑轮与吊具相连。
