[發明專利]一種仿生象鼻機器人

無效

• 申請號: 201210514688.6
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102990645A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 趙永杰;路松;張興偉;張曉妮;李昇平
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

技術領域

本發明涉及機器人領域，尤其涉及一種超冗余可重構仿生象鼻機器人。

背景技術

仿生象鼻機器人是指能夠模仿自然界中象鼻的外部形狀、運動原理和行為方式，能夠跟象鼻一樣靈活工作的機器人，具有較高的運動靈活性，能夠特殊未知環境下具有良好的適應性。

目前，仿生象鼻機器人多為采用氣囊、繩索、人造肌肉或形狀記憶合金等驅動形式實現的超冗余或連續型機器人。其中，多余的自由度可用來改善機器人的運動及動力學特性，如增加靈活性、躲避障礙、回避奇異、優化關節速度等，從而提高機器人的靈活性和柔韌性。但是現有的象鼻機器人的結構還是存在一些缺陷，沒有很好的將各種特性結合在一起，導致整體上機械結構的剛度和穩定性偏弱、負載能力較低。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種仿生象鼻機器人，以克服現有技術下象鼻機器人剛度小，穩定性差，負載能力較低等問題。

（二）技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種仿生象鼻機器人，所述機器人包括機架、象鼻外罩、象鼻機構和操作手爪；所述象鼻機構包括多個關節單元，且各關節單元串接在一起；所述象鼻機構的一端與機架懸掛連接，其另一端與操作手爪連接，所述象鼻外罩包在象鼻機構的外部。

優選地，所述關節單元包括上平臺、下平臺、中間運動支鏈和外運動支鏈；各關節單元的上平臺均與另一個關節單元的下平臺連接；最外端的下平臺與機架連接，最外端的上平臺與操作手爪連接；所述中間運動支鏈的一端固定在下平臺的中心處，其另一端與上平臺鉸接；所述外運動支鏈為三個，外運動支鏈的兩端分別與上平臺和下平臺鉸接，且三個外運動支鏈與上平臺和下平臺的鉸接位置沿圓周方向均勻分布。

優選地，所述中間運動支鏈與上平臺的鉸接方式為球鉸，或者為轉動副配合虎克鉸；所述外運動支鏈與上平臺的鉸接方式為球鉸，其與下平臺的鉸接方式為虎克鉸或球鉸。

優選地，所述中間運動支鏈和外運動支鏈均為伸縮驅動機構，所述伸縮驅動機構的伸縮端與上平臺鉸接。

優選地，所述伸縮驅動機構為電機和電動缸的組合。

或者，所述伸縮驅動機構為液缸。

或者，所述伸縮驅動機構為氣缸。

或者，所述伸縮驅動機構為電機、絲杠、滑鞍和定長桿的組合，所述滑鞍位于絲杠的端部，所述定長桿與滑鞍連接。

優選地，各個下平臺和上平臺的尺寸從機架到操作依次減小。

優選地，所述上平臺和下平臺均設有三塊形狀相同且沿圓周方向均勻分布的扇形鏤空區域。

（三）有益效果

本發明通過將多個四自由度的關節單元依次串接在一起形成象鼻機構，通過關節單元中的伸縮驅動機構使仿生象鼻機器人實現伸縮、蜿蜒、蠕動和側擺等動作，其具有剛度高，靈活性好，操作空間大，承受負載大，可重構性強，模塊化程度高等特點，可應用于危險品抓放搬運、狹小空間穿越探測等作業任務。

附圖說明

圖1為本發明實施例的仿生象鼻機器人的結構圖。

圖2為本發明實施例的仿生象鼻機器人去除象鼻外罩后的結構圖。

圖3為本發明實施例的仿生象鼻機器人的關節單元的結構圖。

圖4是本發明實施例的仿生象鼻機器人的關節單元與操作手爪連接的示意圖。

圖中；1：機架；2：操作手爪；3：象鼻外罩；4：上平臺；5：虎克鉸；6：轉動副；7：球鉸；8：電動缸；9：電機；10：下平臺。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。