一种仿生象鼻机械臂制造技术

本发明专利技术公开一种仿生象鼻机械臂，包括底座和末端法兰，底座与末端法兰之间基础运动组，若干个基础运动组之间通过万向联轴器相连，底座上的伺服电机通过万向联轴器与首个基础运动组的底部相连，置于末端的基础运动组的顶部通过万向联轴器与末端法兰连接；基础运动组包括单元连接板、线性运动单元和从动伸缩单元，单元连接板上开设有安装孔，从动伸缩单元安装在中心位置的安装孔内，若干个线性运动单元环绕从动伸缩单元均匀分布在边沿的安装孔内。本发明专利技术通过长度差来实现象鼻的弯曲功能，通过联动实现整体的长度变化，并增加模拟象鼻的拧转功能，实现了对象鼻功能结构的模拟，是一种具有操控精度高、操作空间大的仿生象鼻机械臂。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生象鼻机械臂
本专利技术涉及机械臂，特别是涉及一种仿生象鼻机械臂。
技术介绍
大象在运用象鼻抓取物体的过程中，其通过不同部位的肌肉的收缩来产生长度差，使得象鼻产生弯曲形变，象鼻通过括约肌的扩张和收缩使得象鼻的长度产生变化，其伸长率约在20％—30％，通过螺旋肌的收缩使象鼻发生扭转，因此许多公司根据象鼻的原理设计代替机械臂的仿生象鼻机械结构。目前现有的并联机器人工作空间相对于串联机器人而言较小，而串联机器人在因多节开环链条结构造成的精度损失较大，而应用仿生象鼻机械结构可以很好解决精度的损失问题。专利CN205734911U公开一种仿生象鼻机器人，其利用气囊瓣片和连接法兰组成象鼻结构，通过气缸对气囊瓣片充入不同压力的气压，利用气囊瓣片的相互挤压实现象鼻臂多个角度的自由弯曲、伸缩和侧摆。但该专利所公开的仿生象鼻存在极大的局限性，对于需要进行精确定位的工业操作，其充气的操作明显操控精度差，不能做到每一个节点实现同步的精度控制，在实际操作中易存在较大的定位和抓取误差。
技术实现思路
本专利技术提供一种仿生象鼻机械臂，通过长度差来实现象鼻的弯曲功能，通过联动实现整体的长度变化，并增加模拟象鼻的拧转功能，实现了对象鼻功能结构的模拟，是一种具有操控精度高、操作空间大的仿生象鼻机械臂。本专利技术的技术方案为：一种仿生象鼻机械臂，包括底座和末端法兰，所述底座与所述末端法兰之间设有若干个基础运动组，若干个所述基础运动组之间通过万向联轴器相连，所述底座上设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过万向联轴器与首个所述基础运动组的底部相连，置于末端的所述基础运动组的顶部通过万向联轴器与所述末端法兰连接；所述基础运动组包括单元连接板、线性运动单元和从动伸缩单元，所述单元连接板上开设有若干个安装孔，所述从动伸缩单元套接安装在所述单元连接板中心位置的安装孔内，若干个所述线性运动单元环绕所述从动伸缩单元均匀分布在所述单元连接板边沿的安装孔内；相邻的两个所述基础运动组之间的线性运动单元通过万向联轴器进行连接；相邻的两个所述基础运动组之间的从动伸缩单元通过万向联轴器进行连接。本专利技术的每个相邻基础运动组之间的线性运动单元通过万向联轴器进行连接组成仿生肌肉链，每个相邻基础运动组之间的从动伸缩单元通过万向联轴器进行连接组成中央限位运动链，若干条仿生肌肉链环绕中央限位运动链在底座与末端法兰之间分布设置，仿生肌肉链和中央限位运动链底部的万向联轴器与底座上的伺服电机对应连接，由伺服电机进行驱动，同时由于每个基础运动组之间通过万向联轴器相连接，所以该仿生象鼻机械臂具备肌肉的可弯曲特性。本专利技术中的多个仿生肌肉链进行联动驱动实现整体的长度变化，在运动过程中，可通过改变不同仿生肌肉链的长度差，实现仿生象鼻机械臂的弯曲，同时底座中央的伺服电机可通过中央限位运动链使顶部的末端法兰进行旋转来实现仿生象鼻机械臂的拧转功能，本专利技术实现了对象鼻功能结构的模拟，极具灵活性。进一步，所述线性运动单元包括第一安装管套、左旋螺纹件和右旋螺纹件；所述第一安装管套的两端分别设有左螺纹腔和右螺纹腔，所述左旋螺纹件和所述左螺纹腔螺纹连接，所述右旋螺纹件与所述右螺纹腔螺纹连接；所述左旋螺纹件远离所述第一安装管套的一端与万向联轴器连接，另一端置于所述左螺纹腔内并设有带连接槽的连接柱，所述左旋螺纹件内设有空腔，所述空腔与所述连接槽相通；所述右旋螺纹件远离所述第一安装管套的一端与万向联轴器连接，另一端置于所述右螺纹腔内并设有插接腔，所述插接腔内设有插接柱；在连接时，所述右旋螺纹件的插接柱滑动插接入所述左旋螺纹件的连接槽并直通空腔内，同时所述左旋螺纹件的连接柱滑动插接入所述右旋螺纹件的插接腔内；所述第一安装管套通过螺丝锁配在所述单元连接板的安装孔内。仿生肌肉链由多个线性运动单元通过万向联轴器首尾相连组成，在安装时，置于仿生肌肉链首端的线性运动单元的左旋螺纹件通过万向联轴器与底座上的伺服电机连接，置于中央限位运动链末端的线性运动单元的右旋螺纹件通过万向联轴器与末端法兰的底部连接。当仿生肌肉链改变长度差进行弯曲时，先驱动底座上的伺服电机，伺服电机通过万向联轴器带动首个线性运动单元的左旋螺纹件在左螺纹腔内进行旋转，左旋螺纹件通过连接柱同步带动插接柱，使插接柱带动右旋螺纹件在右螺纹腔内进行同步旋转，由于左旋螺纹件和右旋螺纹件进行同步旋转，即两者保持相对静止，使左旋螺纹件和右旋螺纹件相对第一安装管套进行线性运动，即右旋螺纹件的插接柱在左旋螺纹件的连接槽及与其相通的空腔内进行伸缩运动，然后右旋螺纹件通过万向联轴器带动下一个线性运动单元继续进行旋转，以此类推，直至完成最后一个线性运动单元的伸缩，使得不同的仿生肌肉链的长度产生变化，而令到象鼻机械臂进行弯曲。在运动过程中，由于第一安装管套与单元连接板锁在一起，单元连接板与中央限位运动链连接在一起，故第一安装管套不会随着左旋螺纹件和右旋螺纹件的旋转而产生不可控旋转。进一步，所述从动伸缩单元包括第二安装管套、左伸缩件和右伸缩件；所述第二安装管套包括左连接件和右连接件，所述左连接件的一端设有安装凸头并内设有第一伸缩腔，所述第一伸缩腔在所述左连接件的另一端设有第一穿出通孔，所述右连接件的一端设有安装接口并内设有第二伸缩腔，所述第二伸缩腔在所述右连接件的另一端设有第二穿出通孔；所述左伸缩件的一端设有左伸缩头，另一端设有左连接柱，所述右伸缩件的一端设有右伸缩头，另一端设有右连接柱；所述左伸缩件的左伸缩头置于所述左连接件的第一伸缩腔内，所述左伸缩件的左连接柱从所述第一穿出通孔内伸出并与万向联轴器连接；所述右伸缩件的右伸缩头置于所述右连接件的第二伸缩腔内，所述右伸缩件的右连接柱从所述第二穿出通孔内伸出并与万向联轴器连接；所述左连接件的安装凸头插接入所述右连接件的安装接口内并通过螺丝锁紧；所述第二安装管套通过螺丝锁配在所述单元连接板的安装孔内。进一步，所述第一伸缩腔的直径比所述第一穿出通孔的直径大，所述左伸缩件与所述左连接件适配，即所述左伸缩件的左伸缩头比所述左连接柱的直径大。进一步，所述第二伸缩腔的直径比所述第二穿出通孔的直径大，所述右伸缩件与所述右连接件适配，即所述右伸缩件的右伸缩头比所述右连接柱的直径大。伸缩腔的直径比穿出通孔直径大用于对伸缩件进行限位，使从动伸缩单元两端的左伸缩件和右伸缩件在伸缩腔自由伸缩但不能脱出。中央限位运动链由多个从动伸缩单元通过万向联轴器首尾相连组成，在安装时，置于中央限位运动链首端的从动伸缩单元的左伸缩件通过万向联轴器与底座上的伺服电机连接，置于中央限位运动链末端的从动伸缩单元的右伸缩件通过万向联轴器与末端法兰的底部连接。在仿生肌肉链改变长度差进行弯曲时，中央限位运动链通过从动伸缩单元跟随象鼻整体的弯曲变化进行从动伸缩；假设象鼻向左侧进行弯曲，即末端法兰也向左侧运动，末端法兰带动置于中央限位运动链末端的万向联轴器，万向联轴器带动末端的从动伸缩单元的右伸缩件的右连接柱从第二穿出通孔进行伸出，直到右伸缩件的右伸缩头在第二伸缩腔的尽头被限制后，便带动整个第二安装管套移动，进而使左伸缩件的左伸缩头在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生象鼻机械臂，其特征在于，包括底座和末端法兰，所述底座与所述末端法兰之间设有若干个基础运动组，若干个所述基础运动组之间通过万向联轴器相连，所述底座上设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过万向联轴器与首个所述基础运动组的底部相连，置于末端的所述基础运动组的顶部通过万向联轴器与所述末端法兰连接；/n所述基础运动组包括单元连接板、线性运动单元和从动伸缩单元，所述单元连接板上开设有若干个安装孔，所述从动伸缩单元套接安装在所述单元连接板中心位置的安装孔内，若干个所述线性运动单元环绕所述从动伸缩单元均匀分布在所述单元连接板边沿的安装孔内；/n相邻的两个所述基础运动组之间的线性运动单元通过万向联轴器进行连接；相邻的两个所述基础运动组之间的从动伸缩单元通过万向联轴器进行连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生象鼻机械臂，其特征在于，包括底座和末端法兰，所述底座与所述末端法兰之间设有若干个基础运动组，若干个所述基础运动组之间通过万向联轴器相连，所述底座上设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过万向联轴器与首个所述基础运动组的底部相连，置于末端的所述基础运动组的顶部通过万向联轴器与所述末端法兰连接；
所述基础运动组包括单元连接板、线性运动单元和从动伸缩单元，所述单元连接板上开设有若干个安装孔，所述从动伸缩单元套接安装在所述单元连接板中心位置的安装孔内，若干个所述线性运动单元环绕所述从动伸缩单元均匀分布在所述单元连接板边沿的安装孔内；
相邻的两个所述基础运动组之间的线性运动单元通过万向联轴器进行连接；相邻的两个所述基础运动组之间的从动伸缩单元通过万向联轴器进行连接。


2.根据权利要求1所述的一种仿生象鼻机械臂，其特征在于，所述线性运动单元包括第一安装管套、左旋螺纹件和右旋螺纹件；所述第一安装管套的两端分别设有左螺纹腔和右螺纹腔，所述左旋螺纹件和所述左螺纹腔螺纹连接，所述右旋螺纹件与所述右螺纹腔螺纹连接；所述左旋螺纹件远离所述第一安装管套的一端与万向联轴器连接，另一端置于所述左螺纹腔内并设有带连接槽的连接柱，所述左旋螺纹件内设有空腔，所述空腔与所述连接槽相通；所述右旋螺纹件远离所述第一安装管套的一端与万向联轴器连接，另一端置于所述右螺纹腔内并设有插接腔，所述插接腔内设有插接柱；在连接时，所述右旋螺纹件的插接柱滑动插接入所述左旋螺纹件的连接槽并直通空腔内，同时所述左旋螺纹件的连接柱滑动插接入所述右旋螺纹件的插接腔内；所述第一安装管套通过螺丝锁配在所述单元连接板的安装孔内。


3.根据权利要求1所述的一种仿生象鼻机械臂，其特征在于，所述从动伸缩单元包括第二安装管套、左伸缩件和右伸缩件；所述第二安装管套包括左连接件和右连接件，所述左连接件的一端设有安装凸头并内设有第一伸缩腔，所述第一伸缩腔在所述左连接件的另一端设有第一穿出通孔，所述右连接件的一端设有安装接口并内设有第二伸缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：林景聪，谭策，吴嘉宁，曾昭友，
申请(专利权)人：杭州魔象智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33