[發明專利]柔性機械臂

在審

• 申請號: 202011463883.1
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN113352295A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張弘;張學成;江楠;顧俊超;徐劍峰;曲紹興
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/06;B25J9/10;B25J17/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋合成

本發明提供一種柔性機械臂，包括控制座、多個關節模塊和至少一個繩組，每個關節模塊均包括基體和與基體相連的磁鐵，控制座和多個基體能夠沿第一方向依次排列，多個基體能夠沿第一方向間隔開地設置，相鄰兩個關節模塊中的磁鐵的極性相同的磁極相對設置，相鄰兩個基體的夾角可改變，每個繩組的每個驅動繩的第一端與控制座相連，每個驅動繩的第二端與相應基體相連。本發明提供的柔性機械臂具有摩擦損耗低、工作精度和使用壽命高、應用范圍廣、尤其能夠適用于潔凈度要求高的工況的優點。

技術領域

本發明涉及機械臂技術領域，具體涉及一種柔性機械臂。

背景技術

目前的剛性機械臂和連續體柔性機械臂大多采用接觸式關節，即兩個臂體之間是通過關節直接相連的，由驅動器驅動關節的運動來控制整個機械臂的運動。但是關節之間的直接接觸存在著摩擦等物理因素，會造成關節處的物理磨損，降低機械臂的工作精度和使用壽命，同時，磨損也會產生微塵及顆粒，這些微塵及顆粒在生物醫學等領域的環境下是不允許的，這就導致了目前機械臂在高度潔凈的情況下無法使用。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的實施例提出一種柔性機械臂，該柔性機械臂具有摩擦損耗低、工作精度和使用壽命高、應用范圍廣、尤其能夠適用于潔凈度要求高的工況的優點。

根據本發明實施例的柔性機械臂包括控制座、多個關節模塊和至少一個繩組，所述控制座設有拉繩機構；每個所述關節模塊均包括基體和與所述基體相連的磁鐵，所述控制座和多個所述基體能夠沿第一方向依次排列，多個所述基體能夠沿所述第一方向間隔開地設置，相鄰兩個所述關節模塊中的磁鐵的極性相同的磁極相對設置，相鄰兩個所述基體的夾角可改變；每個所述繩組包括多個驅動繩，每個所述驅動繩能夠沿所述第一方向延伸，每個所述驅動繩的第一端與所述拉繩機構相連，每個所述驅動繩的第二端與相應所述基體相連。

在一些實施例中，所述基體具有在其厚度方向上相對的第一端面和第二端面，所述磁鐵包括第一磁鐵和第二磁鐵，所述第一磁鐵設在相鄰兩個所述關節模塊中的一者的所述第一端面上，所述第二磁鐵設在相鄰兩個所述關節模塊中的另一者的所述第二端面上，相應的所述第一磁鐵和所述第二磁鐵的極性相同的磁極相對設置。

在一些實施例中，多個所述關節模塊構成多個關節模塊組，每個所述關節模塊組包括至少一個所述關節模塊，所述繩組的數量與所述關節模塊組的數量相等并一一對應，所述繩組的每個所述驅動繩的第二端與相應所述關節模塊組的遠離所述控制座的所述關節模塊的基體相連。

在一些實施例中，每個所述第一端面設有沿其周向間隔開的多個所述第一磁鐵，每個所述第二端面設有沿其周向間隔開地多個所述第二磁鐵，多個所述第一磁鐵與相應的多個所述第二磁鐵一一相對。

在一些實施例中，所述第一磁鐵和所述第二磁鐵中的至少一者為電磁鐵，所述基體上設有用于控制所述第一磁鐵和所述第二磁鐵中的至少一者的第一無線控制模塊。

在一些實施例中，相鄰兩個所述關節模塊中的一者的所述第一端面上設有凹槽，相鄰兩個所述關節模塊中的另一者的所述第二端面上設有配合在所述凹槽內的凸臺。

在一些實施例中，每個所述凸臺的側面與相應的所述凹槽的側壁面間隔開，每個所述凸臺的所述側面上設有第三磁鐵，每個所述凹槽的所述側壁面上設有第四磁鐵，所述第三磁鐵與相應的所述第四磁鐵的極性相同的磁極相對設置以便產生排斥力。

在一些實施例中，每個所述凸臺的所述側面上設有沿其周向間隔開的多個所述第三磁鐵，每個所述凹槽的所述側壁面上設有沿其周向間隔開的多個第四磁鐵，多個所述第三磁鐵與相應的多個所述第四磁鐵一一相對。

在一些實施例中，所述第三磁鐵和所述第四磁鐵中的至少一者為電磁鐵，所述基體上設有用于控制所述第三磁鐵和所述第四磁鐵中的至少一者的第二無線控制模塊。