[發明專利]一種復合變剛度連續型操作臂

有效

• 申請號: 202011355957.X
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112454422B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 陳軍;許海罡;王功恒;張翔宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

1.一種復合變剛度連續型操作臂，該操作臂包括執行器、連接體機械臂和驅動器，所述的連接體機械臂的兩端分別與執行器和驅動器相連接，其特征在于所述的連接體機械臂由內向外依次包括顆粒阻塞變剛度組件、冗余驅動變剛度組件和片層阻塞變剛度組件，所述的顆粒阻塞變剛度組件包括顆粒內套膜、顆粒阻塞柱、粉末前端蓋、粉末后端蓋，所述的顆粒內套膜的前后兩端分別與粉末前端蓋和粉末后端蓋密封連接，顆粒內套膜內填充顆粒阻塞柱，粉末后端蓋的后端面上設有與顆粒內套膜的內腔連通的用于抽真空的抽氣孔和連接驅動器連接孔，所述的顆粒內套膜外側套有冗余驅動變剛度組件，所述的冗余驅動變剛度組件包括冗余驅動前端環、冗余驅動后端環、限位彈簧、驅動線和穿線碟，所述的冗余驅動前端環和冗余驅動后端環分別套在粉末前端蓋和粉末后端蓋的外側并與粉末前端蓋和粉末后端蓋密封連接，所述的冗余驅動前端環和冗余驅動后端環的環面上均布設有至少8個穿線孔，所述的冗余驅動前端環和冗余驅動后端環之間的顆粒內套膜外側套有限位彈簧，限位彈簧的兩端分別與冗余驅動前端環和冗余驅動后端環相連接，所述的限位彈簧的外部均布套有穿線碟，穿線碟上設有與冗余驅動前端環和冗余驅動后端環上穿線孔對應的通孔，所述的驅動線設有四條長線和四條短線，所述的四條長線和四條短線間隔排布，四條長線的前端穿過冗余驅動前端環與執行器相連接，四條短線的前端與限位彈簧中部的穿線碟相連接，四條長線和四條短線的后端穿過冗余驅動后端環與驅動器相連接，所述的穿線碟的外部套有片層阻塞變剛度組件，所述的片層阻塞變剛度組件包括片層前端蓋、片層后端蓋、片層內膜、片層外膜和阻塞薄膜，所述的片層前端蓋和片層后端蓋分別套在冗余驅動前端環、冗余驅動后端環的外側并與冗余驅動前端環、冗余驅動后端環連接，所述的片層前端蓋和片層后端蓋之間分別與片層內膜和片層外膜的兩端相連接，所述的片層內膜和片層外膜之間套有阻塞薄膜，所述的阻塞薄膜設為兩側設有鋸齒狀瓣膜的帶狀薄膜，所述的帶狀薄膜螺旋纏繞呈筒狀，每個鋸齒狀瓣膜與下一圈的瓣膜交錯排布，一半在內側，一半在外側，纏繞后的下層帶狀薄膜與上層帶狀薄膜經固定絲連接，所述的片層前端蓋上設有與執行器連接的螺紋孔，所述的片層后端蓋上設有固定驅動器的連接孔和連接真空抽氣管的抽氣孔。

2.根據權利要求1所述的一種復合變剛度連續型操作臂，其特征在于所述的粉末前端蓋、粉末后端蓋、冗余驅動前端環、冗余驅動后端環、片層前端蓋、片層后端蓋外壁上設有環形槽，環形槽內設有O型密封圈，所述的粉末前端蓋、粉末后端蓋通過環形槽和O型圈將顆粒內套膜與粉末前端蓋、粉末后端蓋密封連接，所述的冗余驅動前端環、冗余驅動后端環通過環形槽和O型圈將片層內膜與冗余驅動前端環、冗余驅動后端環密封連接，所述的片層前端蓋、片層后端蓋通過環形槽和O型圈將片層外膜與片層前端蓋、片層后端蓋密封連接。

3.根據權利要求1所述的一種復合變剛度連續型操作臂，其特征在于所述的執行器包括手腕固定圈、執行器機架、拉桿、滑桿、連桿、夾持爪、限位塊，所述的執行器機架包括固定板和側耳，側耳對稱的設在固定板的兩側并與固定板相連接，所述的手腕固定圈套在片層前端蓋的外側，手腕固定圈的內部設有環形板，環形板上設有與片層前端蓋上螺紋孔對應的通孔，執行器機架中的固定板上設有與通孔位置對應的通孔，螺釘依次穿過執行器機架上的通孔、環形板上的通孔與片層前端蓋上的螺紋孔相連接，所述的執行器機架中的側耳的側面設有連接柱，所述的執行器機架中部設有拉桿穿過孔，拉桿包括板部和桿部，所述的板部設在執行器機架后側面設有的凹槽內，桿部穿過執行器機架上的拉桿穿過孔與滑桿相連接，所述的滑桿的兩端分別套有夾持爪，夾持爪包括夾持部和滑動套，滑動套套在滑桿上，滑桿的兩端與防止滑動套脫落的限位塊相連接，兩個滑動套的相反的側面分別設有連桿，連桿的一端與滑動套相鉸接，連桿的另一端套在執行器機架中側耳的連接柱上與連接柱相鉸接。

4.根據權利要求3所述的一種復合變剛度連續型操作臂，其特征在于所述的執行器中設有復位彈簧，所述的復位彈簧套在滑桿和執行器機架固定板之間的拉桿的桿部。