[發(fā)明專利]一種基于球鉸接的柔性機(jī)械臂

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810253379.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108501039B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁斌;王學(xué)謙;王樂(lè)天;于行堯;孟得山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): B25J18/06
• 分類號(hào): B25J18/06;B25J17/00;B25J17/02
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 方艷平

1.一種基于球鉸接的柔性機(jī)械臂，其特征在于，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和臂段機(jī)構(gòu)，所述臂段機(jī)構(gòu)包括依次相互連接的多段關(guān)節(jié)段，每段所述關(guān)節(jié)段包括多個(gè)關(guān)節(jié)模塊、多個(gè)球關(guān)節(jié)、多根繩索和多個(gè)彈性連接模塊，其中：

所述關(guān)節(jié)模塊包括凸緣部和兩個(gè)錐形凸出部，兩個(gè)所述錐形凸出部分別設(shè)置在所述凸緣部的兩側(cè)，所述凸緣部連接在兩側(cè)的所述錐形凸出部的底部的圓形延伸處；

在每相鄰的兩個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊之間通過(guò)多個(gè)所述彈性連接模塊連接，每個(gè)所述彈性連接模塊包括彈簧和兩個(gè)彈簧座，兩個(gè)所述彈簧座分別固定連接在兩個(gè)相鄰的所述關(guān)節(jié)模塊的所述凸緣部處，所述彈簧的兩端分別固定連接在兩個(gè)所述彈簧座上；且在每相鄰的兩個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊的兩個(gè)相鄰的所述錐形凸出部的頂端通過(guò)所述球關(guān)節(jié)鉸接，多根所述繩索的第一端分別連接所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述繩索，第二端依次經(jīng)過(guò)多個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊之后固定連接在末端的所述關(guān)節(jié)模塊上；

在每相鄰的兩段所述關(guān)節(jié)段之間的兩個(gè)相鄰的所述關(guān)節(jié)模塊之間也通過(guò)多個(gè)所述彈性連接模塊連接，且在每相鄰的兩段所述關(guān)節(jié)段的兩個(gè)相鄰的所述關(guān)節(jié)模塊的兩個(gè)相鄰的所述錐形凸出部的頂端也通過(guò)所述球關(guān)節(jié)鉸接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)械臂，其特征在于，每個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊包括兩個(gè)相互連接的關(guān)節(jié)單元，每個(gè)所述關(guān)節(jié)單元分別包括凸緣和一個(gè)所述錐形凸出部，所述凸緣連接在所述錐形凸出部的底部的圓形延伸處，兩個(gè)所述關(guān)節(jié)單元的所述凸緣相互固定連接以使得兩個(gè)所述凸緣組成所述凸緣部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)械臂，其特征在于，每段所述關(guān)節(jié)段包括3個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)械臂，其特征在于，所述球關(guān)節(jié)的直徑為2～5mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的柔性機(jī)械臂，其特征在于，在每個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊上設(shè)有多個(gè)導(dǎo)繩模塊，多個(gè)所述導(dǎo)繩模塊分別連接在每個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊的所述凸緣部上，多根所述繩索的第二端依次經(jīng)過(guò)多個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊上的所述導(dǎo)繩模塊的引導(dǎo)之后固定連接在末端的所述關(guān)節(jié)模塊上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性機(jī)械臂，其特征在于，所述導(dǎo)繩模塊包括滾輪和滾輪軸，所述滾輪可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述滾輪軸上，所述滾輪軸固定連接在所述關(guān)節(jié)模塊的所述凸緣部處，其中所述繩索貼合在所述滾輪上。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性機(jī)械臂，其特征在于，多個(gè)所述導(dǎo)繩模塊、多個(gè)所述彈性連接模塊分別沿著所述關(guān)節(jié)模塊的所述凸緣部的圓周方向均勻設(shè)置。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性機(jī)械臂，其特征在于，每段所述關(guān)節(jié)段包括3根所述繩索，在每個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊上相應(yīng)連接3個(gè)所述導(dǎo)繩模塊，在每相鄰的兩個(gè)所述關(guān)節(jié)模塊之間通過(guò)3n個(gè)所述彈性連接模塊連接，n為正整數(shù)。