[發(fā)明專利]一種可生長可剛?cè)嶙儞Q的腱驅(qū)動柔性機(jī)械臂及其驅(qū)動方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111262603.5 | 申請日： | 2021-10-28 |
| 公開（公告）號： | CN113954057B | 公開（公告）日： | 2022-10-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李誠輝;許明;王旭 | 申請（專利權(quán)）人： | 杭州電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | B25J9/10 | 分類號： | B25J9/10;B25J9/12;B25J18/06 |
| 代理公司： | 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240 | 代理人： | 陳煒 |
| 地址： | 310018 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 生長 可剛?cè)?/a> 變換 驅(qū)動 柔性 機(jī)械 及其 方法 | ||
1.一種可生長可剛?cè)嶙儞Q的腱驅(qū)動柔性機(jī)械臂，包括驅(qū)動模塊，以及由內(nèi)至外依次連接的基座（12）、第一驅(qū)動臂（11）和第二驅(qū)動臂（10）；其特征在于：所述的驅(qū)動模塊安裝在基座（12）上，其包括支撐桿驅(qū)動組件（1）、肌腱驅(qū)動組件（2）、支撐管體（4）、第一驅(qū)動腱組（5）、第二驅(qū)動腱組（7）和支撐桿體（8）；所述的肌腱驅(qū)動組件（2）安裝在基座（12）側(cè)部；肌腱驅(qū)動組件（2）包括繞線滾子（2-2）和肌腱驅(qū)動電機(jī)（2-3）；2n個繞線滾子（2-2）均支承在基座（12）上；n≥3；各繞線滾子（2-2）分別由對應(yīng)的肌腱驅(qū)動電機(jī)（2-3）驅(qū)動；
所述的支撐桿驅(qū)動組件（1）包括滑動推塊（1-2）和螺母（1-9）；滑動推塊（1-2）安裝在基座（12），并能夠在動力元件的驅(qū)動下，遠(yuǎn)離或靠近第一驅(qū)動臂（11）；滑動推塊（1-2）上轉(zhuǎn)動連接有螺母（1-9）；螺母（1-9）能夠在動力元件的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)；支撐管體（4）的內(nèi)端與滑動推塊（1-2）固定；支撐管體（4）的外端穿過第一驅(qū)動臂（11），并與第一驅(qū)動臂（11）的末端固定；支撐桿體（8）穿過支撐管體（4）的內(nèi)腔；支撐桿體（8）的內(nèi)端從支撐管體（4）的內(nèi)端伸出，并與螺母（1-9）構(gòu)成螺旋副；支撐桿體（8）的外端從支撐管體（4）的外端伸出，穿過第二驅(qū)動臂（10），并與第二驅(qū)動臂（10）末端固定；
所述第一驅(qū)動腱組（5）包括n根第一拉線；n根第一拉線環(huán)繞支撐管體（4）布置；各第一拉線的一端均與第一驅(qū)動臂（11）的末端固定，另一端均繞卷在對應(yīng)的繞線滾子（2-2）上；所述第二驅(qū)動腱組（7）包括n根第二拉線；n根第二拉線環(huán)繞支撐桿體（8）布置；各第一拉線的一端均與第一驅(qū)動臂（11）的末端固定，另一端均繞卷在對應(yīng)的繞線滾子（2-2）上；
n根第一拉線沿第一驅(qū)動臂（11）軸線的周向均布，其一端均與第一末端支撐單元（6）固定，另一端經(jīng)對應(yīng)的導(dǎo)向滾子（2-1）導(dǎo)向后，繞卷固定在對應(yīng)的繞線滾子（2-2）上；n根第一拉線分別穿過各第一中間支撐單元（3）上對應(yīng)位置的n個限位槽（16）；
所述第二驅(qū)動腱組（7）包括n根第二拉線；第二拉線采用納米編織線；n根第二拉線沿第二驅(qū)動臂（10）軸線的周向均布，其一端均與第二末端支撐單元（9）固定，另一端經(jīng)對應(yīng)的導(dǎo)向滾子（2-1）導(dǎo)向后，繞卷固定在對應(yīng)的繞線滾子（2-2）上；n根第二拉線均穿過各個第二中間支撐單元（14）、第一末端支撐單元（6）和各個第一中間支撐單元（3）上的n個限位槽（16）；
所述的第一驅(qū)動臂（11）包括第一末端支撐單元（6）、多個第一中間支撐單元（3）；各第一中間支撐單元（3）和位于最外端的第一末端支撐單元（6）依次間隔排列；第二驅(qū)動臂（10）包括第二末端支撐單元（9）、多個第二中間支撐單元（14）；各第二中間支撐單元（14）和位于最外端的第二末端支撐單元（9）依次間隔排列；基座（12）朝向第一驅(qū)動臂的一側(cè)、第一末端支撐單元（6）、第一中間支撐單元（3）、第二末端支撐單元（9）、第二中間支撐單元（14）的內(nèi)部均固定有穩(wěn)位磁鐵（15）；各穩(wěn)位磁鐵（15）也依次排列；相鄰兩個穩(wěn)位磁鐵（15）的相對端磁極相同；
所述的第一中間支撐單元（3）、第一末端支撐單元（6）、第二中間支撐單元（14）的兩側(cè)，第二末端支撐單元（9）朝內(nèi)的一側(cè)，基座朝外的一側(cè)均設(shè)置有插頭部（18）或插槽（17）；每個插頭部（18）均與一個插槽（17）正對；相互正對的插頭部（18）與插槽（17）能夠插接在一起；通過縮短第一驅(qū)動臂（11）或第二驅(qū)動臂（10）至極限位置，能夠使得第一驅(qū)動臂（11）或第二驅(qū)動臂（10）上相互正對的插頭部（18）與一個插槽（17）插接在一起，將第一驅(qū)動臂（11）或第二驅(qū)動臂（10）由柔性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閯傂越Y(jié)構(gòu)；該腱驅(qū)動柔性機(jī)械臂具有四種狀態(tài)；第一狀態(tài)下，第一驅(qū)動臂（11）和第二驅(qū)動臂（10）均呈現(xiàn)剛性結(jié)構(gòu)狀態(tài)；第二狀態(tài)下，第一驅(qū)動臂（11）呈現(xiàn)剛性結(jié)構(gòu)狀態(tài)，第二驅(qū)動臂（10）呈現(xiàn)柔性結(jié)構(gòu)狀態(tài)；第三狀態(tài)下，第一驅(qū)動臂（11）呈現(xiàn)柔性結(jié)構(gòu)狀態(tài)，第二驅(qū)動臂（10）呈現(xiàn)剛性結(jié)構(gòu)狀態(tài)；第四狀態(tài)下，第一驅(qū)動臂（11）和第二驅(qū)動臂（10）均呈現(xiàn)柔性結(jié)構(gòu)狀態(tài)；
所述的穩(wěn)位磁鐵（15）采用電磁鐵，通過調(diào)節(jié)各穩(wěn)位磁鐵（15）調(diào)節(jié)第一驅(qū)動臂和第二驅(qū)動臂的緊繃程度；
所述的支撐桿驅(qū)動組件（1）還包括第一驅(qū)動齒輪（1-3）、絲杠齒輪（1-4）、推桿絲杠（1-8）、推管驅(qū)動電機(jī)（1-1）、傳動齒輪（1-5）和推桿驅(qū)動電機(jī)（1-6）；所述的基座（12）遠(yuǎn)離第一驅(qū)動臂（11）的一端固定有多根導(dǎo)桿（1-7），并轉(zhuǎn)動連接有兩根推桿絲杠（1-8）；滑動推塊（1-2）滑動連接在四根導(dǎo)桿（1-7）上；兩根推桿絲杠（1-8）分別穿過滑動推塊（1-2）上位于中心孔兩側(cè)的兩個通孔；第一驅(qū)動齒輪（1-3）和兩個絲杠齒輪（1-4）均支承在滑動推塊（1-2）上；兩個絲杠齒輪（1-4）均與第一驅(qū)動齒輪（1-3）嚙合；兩個絲杠齒輪（1-4）的中心位置均開設(shè)有螺紋通孔，并與兩根推桿絲杠（1-8）分別構(gòu)成螺旋副；推管驅(qū)動電機(jī)（1-1）安裝在滑動推塊（1-2）上，且輸出軸與第一驅(qū)動齒輪（1-3）固定；推桿驅(qū)動電機(jī)（1-6）安裝在滑動推塊（1-2）上；相互嚙合的兩個傳動齒輪（1-5）與螺母（1-9）、推桿驅(qū)動電機(jī)（1-6）的輸出軸分別固定。
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