[發(fā)明專利]一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610173284.3
• 申請(qǐng)日: 2016-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105729458A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彬;趙新華;王收軍;葛為民;丁躍達(dá);張會(huì)義;戴旻;劉小龍;張海康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué);中國(guó)汽車工業(yè)工程有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/06
• 分類號(hào): B25J9/06;B25J9/00
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及機(jī)器人機(jī)構(gòu)和先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人。

【背景技術(shù)】

機(jī)器人技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù),在當(dāng)代研究十分活躍,應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。除了傳統(tǒng)的仿人操作工業(yè)機(jī)器人等離散型機(jī)器人以外,連續(xù)型機(jī)器人以其優(yōu)異的柔順性受到了國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者的關(guān)注。連續(xù)機(jī)器人靈感來(lái)源于大象鼻子、章魚(yú)觸手等動(dòng)物器官。該類動(dòng)物器官?zèng)]有特定骨架或軟骨結(jié)構(gòu),但擁有驚人的操作能力。相對(duì)于傳統(tǒng)離散型機(jī)器人,連續(xù)型機(jī)器人在缺乏剛性關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上,可模仿上述動(dòng)物器官操作。例如,大象利用鼻子從樹(shù)上摘取樹(shù)葉,從地上拾取大型樹(shù)枝等操作。連續(xù)機(jī)器人可利用卷繞方式抓取大尺寸、形狀未知、易碎物體,也可實(shí)現(xiàn)在非結(jié)構(gòu)未知環(huán)境下的搜索與救援。然而,相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人,連續(xù)機(jī)器人無(wú)論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是在理論研究上均未成熟。

目前相關(guān)文獻(xiàn)中，已有的象鼻型連續(xù)機(jī)器人均是采用氣動(dòng)柔性的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)氣動(dòng)柔性球關(guān)節(jié)、彎曲關(guān)節(jié)等氣動(dòng)關(guān)節(jié)構(gòu)建出基于氣動(dòng)柔性驅(qū)動(dòng)器的象鼻型連續(xù)機(jī)器人，該類機(jī)器人存在控制技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)不夠靈活以及加工裝配復(fù)雜等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明目的是解決目前已有象鼻型連續(xù)機(jī)器人存在的上述問(wèn)題，提供一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人，該機(jī)器人通過(guò)繩索驅(qū)動(dòng)的方式模擬仿生象鼻子運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造、安裝容易，傳動(dòng)精度和運(yùn)行速度高，成本低，且工作空間較大等特點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案

一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人，該機(jī)器人是由控制箱和控制箱一側(cè)安裝的一組結(jié)構(gòu)完全相同的關(guān)節(jié)首尾相連串接在一起而形成的一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人，所述的每一個(gè)關(guān)節(jié)均由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)、固定平臺(tái)(2)、聯(lián)接上述兩平臺(tái)的一根支撐桿(3)和三條驅(qū)動(dòng)繩索(L1、L2、L3)組成；其中，所述的支撐桿(3)的一端與固定平臺(tái)垂直固連，另一端通過(guò)球副(S1)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)相連；所述的三條驅(qū)動(dòng)繩索的一端分別與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)端點(diǎn)固定連接，另一端穿過(guò)固定平臺(tái)的三個(gè)端點(diǎn)與控制箱內(nèi)的繩輪連接，所述繩輪分別通過(guò)減速機(jī)與電機(jī)相連。

所述的繩輪、減速機(jī)與電機(jī)都放置于與固定平臺(tái)固連的控制箱內(nèi)(4)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：

1、機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)模擬象鼻子的連續(xù)運(yùn)動(dòng)輸出。

2、機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置完全放置于固定平臺(tái)之上，大大減少了機(jī)構(gòu)整體的運(yùn)動(dòng)慣性，從而可以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的高速運(yùn)動(dòng)。

3、通過(guò)在末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上串接一個(gè)夾持工具，可應(yīng)用于高速拾取的場(chǎng)合。

【附圖說(shuō)明】

圖1是本發(fā)明的一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人實(shí)施方案示意圖。

【具體實(shí)施方式】

實(shí)施例

如圖1-3所示，本發(fā)明提供的一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人包括一個(gè)控制箱4，控制箱一側(cè)安裝有一組(n個(gè))結(jié)構(gòu)完全相同的關(guān)節(jié)，各關(guān)節(jié)首尾相連串接在一起形成一種剛?cè)狁詈舷蟊切瓦B續(xù)機(jī)器人。

如圖2所示，所述的每一個(gè)關(guān)節(jié)均由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1、固定平臺(tái)2、聯(lián)接上述兩平臺(tái)的一根支撐桿3和三條驅(qū)動(dòng)繩索(L1、L2、L3)組成。其中：所述的支撐桿3的一端與固定平臺(tái)垂直固連，另一端通過(guò)球副(S1)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1相連；

所述的三條驅(qū)動(dòng)繩索的一端分別與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)端點(diǎn)固定連接，另一端穿過(guò)固定平臺(tái)的三個(gè)端點(diǎn)與控制箱4內(nèi)的繩輪連接，所述繩輪分別通過(guò)減速機(jī)與電機(jī)相連(圖中略)。

所述的繩輪、減速機(jī)與電機(jī)都放置于控制箱4內(nèi)。

所述的首關(guān)節(jié)的固定平臺(tái)與控制箱一側(cè)固定連接在一起，所述的固定平臺(tái)和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以做成圓形或圓形的一部分如三角形，平臺(tái)上的三個(gè)頂點(diǎn)可以設(shè)在同一圓周上，或三角形的三個(gè)頂點(diǎn)山。

如圖1、2所示，通過(guò)電機(jī)和減速機(jī)帶動(dòng)繩輪驅(qū)動(dòng)各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在工作空間內(nèi)做三維轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)關(guān)節(jié)依次運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)模擬象鼻子的連續(xù)運(yùn)動(dòng)方式(如圖3所示)。