[發(fā)明專利]一種連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組以及組合型柔性臂關(guān)節(jié)組

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710114899.3
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106625631A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐文福;劉天亮;符海明;梁斌
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J17/02
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44205
• 代理人: 唐致明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組。

背景技術(shù)

目前超冗余自由度機械臂執(zhí)行機構(gòu)大多采用分立式的電機和驅(qū)動器，電機放在轉(zhuǎn)動子關(guān)節(jié)處或者內(nèi)置在子關(guān)節(jié)中直接驅(qū)動轉(zhuǎn)動子關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，驅(qū)動器固定在控制柜中，二者用電纜線進(jìn)行連接，導(dǎo)致該機械臂的電氣線路繁瑣，檢修復(fù)雜而且未知安全隱患較多，而且這種方式需要體積小、重量輕的微小型電機，限制了機械臂的功率、也使制造成本增加，另外也增加了機械臂的慣性和質(zhì)量，其承載能力受到一定的限制，對高速運動和快速響應(yīng)極為不利，同時，電機驅(qū)動的子關(guān)節(jié)一般都是單自由度轉(zhuǎn)動子關(guān)節(jié)，實現(xiàn)多自由度子關(guān)節(jié)的驅(qū)動很困難，通常會使機器人的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。采用遠(yuǎn)程線驅(qū)動方式是解決上述問題的一個有效途徑，減輕了機械臂的質(zhì)量，提高響應(yīng)速度，把電機和控制電路遠(yuǎn)離末端執(zhí)行器，使它們不易受到惡劣環(huán)境的影響，易于拆卸、維護(hù)和組裝。現(xiàn)在國內(nèi)外所研制使用的線驅(qū)動柔性機械臂，都采用一個電機組驅(qū)動一個子關(guān)節(jié)，當(dāng)柔性臂的子關(guān)節(jié)數(shù)增加時，電機組的數(shù)量也要隨之增加，這增加了設(shè)備成本，使得機械臂的長度增加受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種柔性臂關(guān)節(jié)組，其具有更好的靈活性、避障能力高；可適應(yīng)狹小惡劣的工作環(huán)境；成本低、便于實現(xiàn)，拆卸、安裝和維修方便；提高了電機組的利用率。

本發(fā)明還提供一種組合型柔性臂關(guān)節(jié)組，其具有更好的適應(yīng)性以及實用性。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案在于，提供一種連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組，包括若干子關(guān)節(jié)、至少3個驅(qū)動繩，相鄰的兩個所述子關(guān)節(jié)之間轉(zhuǎn)動連接，所述關(guān)節(jié)組其中一端活動設(shè)置，以形成所述關(guān)節(jié)組的活動端，至少3個所述驅(qū)動繩沿所述關(guān)節(jié)組周向排布，且至少3個所述驅(qū)動繩貫穿整個所述關(guān)節(jié)組以使所述關(guān)節(jié)組展成柔性臂，所述驅(qū)動繩一端與所述活動端固定連接，所述驅(qū)動繩另一端可受外力拉拽，以驅(qū)動所述活動端相對于所述關(guān)節(jié)組的相對固定端運動。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，相鄰的2個所述子關(guān)節(jié)之間設(shè)置有十字軸模塊，相鄰的2個所述子關(guān)節(jié)分別與所述十字軸模塊鉸接連接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，相鄰的2個所述子關(guān)節(jié)之間還設(shè)置有彈簧，所述彈簧以壓縮狀態(tài)穿過所述十字軸模塊設(shè)置，且所述第一彈簧兩端分別與相鄰的2個所述子關(guān)節(jié)固定連接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述子關(guān)節(jié)的數(shù)量為3至7個。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動繩的數(shù)量為3個，相鄰的2個所述驅(qū)動繩之間的夾角為120度。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動繩的數(shù)量為4個，相鄰的2個所述驅(qū)動繩之間的夾角為90度。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述子關(guān)節(jié)兩端、沿其周向固設(shè)有環(huán)形凸板，所述環(huán)形凸板上分布有供所述驅(qū)動繩穿過的過孔，且多個所述環(huán)形凸板上相對應(yīng)位置處的所述過孔的圓心處于同一直線上。

本發(fā)明還公開了一種組合型柔性臂關(guān)節(jié)組，其包括上述的連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組，相鄰的兩個所述連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組中，其中一個的所述活動端與其中另一個的相對固定端轉(zhuǎn)動連接，以使多個所述連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組之間可相對運動。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組具有剛性子關(guān)節(jié)操作的能力，具備俯仰和偏航兩個方向上的自由度運動軌跡規(guī)劃的功能，擁有更高的靈活性和更強避障能力，適合于非結(jié)構(gòu)環(huán)境；本發(fā)明的連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組減輕了機械臂的質(zhì)量，提高響應(yīng)速度，把電機和控制電路遠(yuǎn)離末端執(zhí)行器，使得機械臂工作時不易受到外界環(huán)境的感染而受到損壞，可適用于環(huán)境惡劣的工作場所；繩索驅(qū)動成本較低、容易實現(xiàn)、易于拆卸、維護(hù)和組裝；用關(guān)節(jié)組代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單個子關(guān)節(jié)作為執(zhí)行單元，提高了電機組的利用率。

本發(fā)明還公開了一種組合型柔性臂關(guān)節(jié)組，可以根據(jù)實際情況增加上述連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組的數(shù)量，具有更強的適應(yīng)性以及實用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的連續(xù)型柔性臂關(guān)節(jié)組的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式