[發明專利]一種拉彎型連續體機器人抗扭單元及機器人

在審

• 申請號: 202010113785.9
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111251316A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 陳貴敏;王谷君;李博;陳雪峰;梅雪松
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

一種拉彎型連續體機器人抗扭單元及機器人，包括帶有C型臂的下基座、豎直柔性片段、帶有C型臂的上基座和水平柔性片段；帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座相對設置，豎直柔性片段位于帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座之間，且連接帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座，帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座互相不接觸；兩個水平柔性片段對稱設置在豎直柔性片段兩側的帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座之間。本發明單個單元具有很高的抗扭剛度；單個單元可以承受很大的壓載荷而不發生屈曲失效，這就意味著整體連續體機器人可以承載較大負載。

技術領域

本發明屬于連續體機器人領域，特別涉及一種拉彎型連續體機器人抗扭單元及機器人。

背景技術

連續體機器人具有小直徑和多自由度的特點，能夠適應多障礙物的復雜結構環境和狹小受限的工作環境，在諸多領域和場合得到了廣泛的應用。柔性單元具有良好的自適應性，易于加工，沒有摩擦等優點，因此，現階段大部分連續體機器人單元采用柔性單元。大部分柔性單元存在受到壓載荷作用容易發生屈曲失效，抗扭能力差的缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種拉彎型連續體機器人抗扭單元及機器人，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種拉彎型連續體機器人抗扭單元，包括帶有C型臂的下基座、豎直柔性片段、帶有C型臂的上基座和水平柔性片段；帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座相對設置，豎直柔性片段位于帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座之間，且連接帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座，帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座互相不接觸；兩個水平柔性片段相對設置在豎直柔性片段兩側，連接在帶有C型臂的下基座和帶有C型臂的上基座之間。

進一步的，帶有C型臂的下基座包括下基座和C型臂組；C型臂組的一端固定設置在下基座的上表面；帶有C型臂的上基座包括上基座和C型臂組；C型臂組的一端固定設置在上基座的下表面，C型臂組的另一端通過豎直柔性片段固定連接。

進一步的，兩個C型臂組的內凹側相對設置；C型臂組包括若干個C型臂，若干個C型臂并排設置形成C型臂組。

進一步的，上基座和下基座上均沿邊緣周向設置有一圈穿線孔。

進一步的，豎直柔性片段和水平柔性片段均為等截面或變截面的板狀彈性體。

進一步的，一種拉彎型連續體機器人，還包括繩索，若干拉彎型連續體機器人單元依次固定連接，若干根繩索依次穿過穿線孔，形成拉彎型連續體機器人。

與現有技術相比，本發明有以下技術效果：

本發明的單元當拉動繩子對單元末端施加壓力時，上、下基座之間受壓而豎直柔性片段受拉，水平柔性片段保證豎直柔性片段只會發生彎曲變形而不發生扭轉變形，從而帶動帶C型臂上基座運動，使帶C型臂的上基座相對于帶C型臂的下基座產生相對運動。通過繩索的收放，可以實現連續體機器人的空間變形和變剛度。

單個單元具有很高的抗扭剛度；單個單元可以承受很大的壓載荷而不發生屈曲失效，可以實現變剛度，這就意味著整體連續體機器人可以抓取很重的物體；結構精簡，造價較低，不需要通過復雜的加工方式；易于模塊化，可集成度高。通過改變帶C型臂的上下基座和柔順片段的尺寸適應不同剛度和狹小限制空間的要求。

附圖說明

圖1是本發明水平柔性片段固連在上、下基座側面示意圖

圖2是本發明水平柔性片段為矩形環示意圖

圖3是本發明組裝成連續體機器人示意圖

圖中，1、穿線孔；2、帶C型臂的下基座；3、豎直柔性片段；4、帶C型臂的上基座；5、水平柔性片段。

具體實施方式