[發明專利]一種基于萬向結構的異側聯動式柔性機械臂

在審

• 申請號: 201711093191.0
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107717960A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 陳松盛
• 申請（專利權）人: 江門市眾能電控科技有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 利宇寧

技術領域

本發明涉及機械臂領域，尤其涉及一種基于萬向結構的異側聯動式柔性機械臂。

背景技術

近年來，隨著機器人技術的發展，應用高速、高精度、高負載自重比的機器人結構受到工業和航空航天領域的關注。由于運動過程中關節和連桿的柔性效應的增加，使結構發生變形從而使任務執行的精度降低。所以，機器人機械臂結構柔性特征必須予以考慮，實現柔性機械臂高精度有效控制也必須考慮系統動力學特性。柔性機械臂是一個非常復雜的動力學系統，其動力學方程具有非線性、強耦合、實變等特點。柔性機械臂不僅是一個剛柔耦合的非線性系統，而且也是系統動力學特性與控制特性相互耦合即機電耦合的非線性系統。和現在常用的剛性機械臂相比，柔性機械臂具有靈敏度高、承載能力強、能適應特殊環境等多種優點。

目前的柔性機械臂，由于組成的零部件種類和數量繁多，導致結構復雜，成本較高，并不能很好的推廣到諸如工業機械自動化裝配、管道故障檢測修復等多種領域，因此，設計一種能推廣運用的原理簡單、結構輕巧、成本低廉的柔性機械臂是亟待解決的問題。

發明內容

本發明旨在解決上述所提及的技術問題，提供一種結構簡單、能夠全角度彎曲的基于萬向結構的柔性機械臂。

本發明是通過以下的技術方案實現的：一種基于萬向結構的異側聯動式柔性機械臂，包括若干個串聯的十字軸、連接相鄰十字軸的萬向結構、和動力組件：

十字軸包括相互垂直并在中部固連的轉軸一和轉軸二；

萬向結構的兩端分別固連于相鄰的十字軸的中部，萬向結構包括子萬向節和母萬向節，子萬向節包括連桿和固連于連桿朝向母萬向節一端的球狀體，球狀體外表面之間平行設置有若干條第一滑槽，母萬向節包括連桿和固連于連桿朝向子萬向節一端的固定爪，固定爪由若干條與第一滑槽對應的固定條組成，固定條沿球狀體外表面之間彎曲，且每根固定條朝向球狀體的一側均設置有第二滑槽，對應的第一滑槽和第二滑槽中可滾動的容置有球體，使子萬向節和母萬向節可轉動的卡接在一起；

動力組件包括設置于十字軸一側的滑輪、若干條鋼線、設置于十字軸上的固定部，固定部包括設置于相鄰且位于滑輪遠端的轉軸一/轉軸二上的第一固定部、設置于相鄰且位于滑輪近端的轉軸一/轉軸二上的第二固定部，第一固定部設置于轉軸一/轉軸二的一端，第二固定部設置于相鄰的轉軸一/轉軸二的另一端，鋼線的兩端與第一固定部和第二固定部分別連接，最靠近滑輪的鋼線穿過滑輪設置，其余鋼線與鋼線所在的十字軸朝向滑輪一側的相鄰的十字軸的中部固定連接。

優選地，所述固定部與十字軸通過插接連接的方式固定。

優選地，所述球體、第一滑槽和第二滑槽的表面均覆蓋有磁性材料。

優選地，所述固定條均設置于球狀體外表面的一個同心球面上，所述同心球面的半徑大于球狀體外表面的半徑。

優選地，包括可伸縮的軟性面，十字軸中的轉軸一和轉軸二的端部均抵接在所述軟性面的內壁上。

優選地，所述滑輪的轉動中心固連有電機的輸出軸，電機通過正轉或反轉帶動滑輪順時針或逆時針轉動。

有益效果是：本基于萬向結構的異側聯動式柔性機械臂通過在串聯的十字軸之間設置易于轉動的萬向結構，結合穿插于十字軸之間的由滑輪、鋼線等組成動力組件，使機械臂能夠方便的實現全角度的轉動，其原理簡單、結構輕巧、成本低廉，能夠適用于工業機械自動化裝配、管道故障檢測修復等多種領域。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖做簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他設計方案和附圖。

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明十字軸和萬向結構的示意圖；

圖3為本發明萬向結構的示意圖；

圖4為本發明的使用狀態示意圖。

具體實施方式

以下將結合實施例和附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發明的實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的其它實施例，均屬于本發明的保護范圍。另外，文中所提到的所有連接關系，并非單指構件直接相接，而是指可根據具體實施情況，通過添加或減少連接輔件，來組成更優的連接結構。本發明創造中的各個技術特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。