多关节联动的连续体机械臂制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，提供一种多关节联动的连续体机械臂，包括：多个连杆

【技术实现步骤摘要】
多关节联动的连续体机械臂


[0001]本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种多关节联动的连续体机械臂
。

技术介绍

[0002]近年来，随着航空航天
、
灾害救援和制造技术的迅速发展，机器人技术也被广泛应用和发展，逐步取代人工进行的作业任务
。
机器人逐渐走向人类的生产和生活，在降低人的劳动强度
、
提高作业质量
、
极端条件下的救援等方面已经表现出极大优势
。
特别是在一些空间狭窄
、
环境复杂的作业环境中，传统的工业机器人或者工作人员很难直接进行作业，采用简单工具也较难满足作业要求，因此研制适用于狭窄空间作业的机器人具有十分重要的意义
。
[0003]利用生物结构或特性设计的仿生机器人往往能有较好的性能，具有广阔的应用场景
。
例如，在特高压领域中，工作人员需要定期对变电站管道进行故障维护，而变电站管道内部管道错综复杂，内部空间冗长狭窄，依靠人工检修或者传统刚性机械臂对其进行清扫和维修比较困难；在航空制造业领域中，飞机中排气道
、
盒段等复杂狭窄空间特征的零部件的装配作业，其加工和装配的质量将直接影响飞机的正常运行；在救灾领域中，需要通过废墟的孔洞对废墟内的三维空间进行模型重构和生命体探测，以便进一步开展救援和辅助探测作业
。
[0004]区别于传统的机械臂，仿照蛇身设计的柔性机械臂在狭窄空间和复杂环境下具有很强的工作能力，具有灵活度高
、
工作能力强等优点，但现有的连续体机械臂每个关节均由单独的驱动器控制该关节动作，导致驱动器数量多，且控制复杂
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种多关节联动的连续体机械臂，用以解决现有技术中连续体机械臂驱动器数量多
、
控制复杂的缺陷
。
[0006]本专利技术提供一种多关节联动的连续体机械臂，包括：多个连杆；多个铰接组件，多个所述连杆通过多个所述铰接组件依次连接；多个第一转轮，每个所述铰接组件设有一个所述第一转轮，多个所述第一转轮位于同一直线；第一调节件，沿多个所述连杆的延伸方向，所述第一调节件的第一端与首个第一转轮的圆周面连接，所述第一调节件的第二端依次与其余第一转轮的部分圆周面贴合后与末个第一转轮的圆周面连接，所述第一调节件呈波浪形延伸；其中，任一端部的连杆为主动连杆，其余连杆为从动连杆，所述第一转轮设于所述从动连杆与所述铰接组件的铰接处，在所述主动连杆的驱动下，多个所述从动连杆能够在所述第一调节件的作用下沿第一方向转动
。
[0007]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，在所述主动连杆的驱动下，所述第一调节件具有张紧状态和松弛状态；在所述第一调节件处于所述张紧状态的情况下，所述第一转轮带动所述从动连杆转动；在所述第一调节件处于所述松弛状态的情况下，所述从动连杆不转动
。
[0008]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，在所述第一调节件处于所述张紧状态的情况下，沿多个所述连杆的延伸方向，位于奇数序号的从动连杆其转动方向与所述主动连杆的转动方向相同，位于偶数序号的从动连杆其转动方向与所述主动连杆的转动方向相反
。
[0009]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，还包括：多个第二转轮，每个所述铰接组件设有一个所述第二转轮，所述第二转轮与所述第一转轮相对设置，所述第二转轮设于所述铰接组件与所述从动连杆的铰接处，多个所述第二转轮位于同一直线；第二调节件，沿多个所述连杆的延伸方向，所述第二调节件的第一端与首个第二转轮的圆周面连接，所述第二调节件的第二端依次与其余第二转轮的部分圆周面贴合后与末个第二转轮的圆周面连接，所述第二调节件呈波浪形延伸；在所述主动连杆的驱动下，多个所述从动连杆能够在所述第二调节件的作用下沿所述第一方向的相反方向转动
。
[0010]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，还包括第三调节件，所述第三调节件的第一端与首个连杆连接，所述第三调节件的第二端依次贯穿多个所述连杆后与末个连杆连接，所述第三调节件呈折线形延伸；所述第三调节件与所述第一转轮之间的角度为
90
°
，在所述主动连杆的驱动下，多个所述从动连杆能够在所述第三调节件的作用下沿第二方向转动，所述第二方向与所述第一方向垂直
。
[0011]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，还包括第四调节件，所述第四调节件与所述第三调节件对称设置，在所述主动连杆的驱动下，多个所述从动连杆能够在所述第四调节件的作用下沿所述第二方向的相反方向转动
。
[0012]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，还包括多对张紧组件，除末个从动连杆外，每个所述从动连杆均设置有一对所述张紧组件，一对所述张紧组件相对设置；所述第一调节件依次贯穿位于同一侧的多个所述张紧组件，所述第二调节件依次贯穿位于另一侧的多个所述张紧组件，所述张紧组件用于使所述第一调节件和所述第二调节件具有所述张紧状态或所述松弛状态
。
[0013]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，每个所述张紧组件包括：张紧杆，与所述从动连杆连接；张紧块，与所述张紧杆连接，所述第一调节件或所述第二调节件贯穿所述张紧块，所述张紧块用于使所述第一调节件或所述第二调节件具有所述张紧状态或所述松弛状态
。
[0014]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，每个所述铰接组件包括铰接件，所述铰接件设有一对第一通孔，一对所述第一通孔相对设置，一个所述连杆通过所述第一通孔与所述铰接件铰接；所述铰接件还设有一对凸块，一对所述凸块相对设置，每个所述凸块设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔之间的夹角为
90
°
，所述第一转轮以及所述第二转轮分别与一对所述凸块卡接，一个所述连杆通过所述第二通孔与所述铰接件铰接，以将所述第一转轮和第二转轮夹设于所述铰接件与所述连杆之间
。
[0015]根据本专利技术提供的一种多关节联动的连续体机械臂，每个连杆包括：第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和所述第二法兰相对设置；多个支撑件，多个所述支撑件设置于所述第一法兰和所述第二法兰之间，每个所述支撑件的两端分别与所述第一法兰和所述第二法兰连接，相邻两个连杆的第二法兰和第一法兰分别与所述铰接件铰接
。
[0016]本专利技术提供的多关节联动的连续体机械臂，通过设置第一转轮和第一调节件，仅
需要设置一个驱动器，即可实现多关节联动，保证了连续体机械臂的柔性，减少了驱动器的数量，降低了连续体机械臂控制的复杂程度，增强了连续体机械臂的适用性
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多关节联动的连续体机械臂，其特征在于，包括：多个连杆；多个铰接组件，多个所述连杆通过多个所述铰接组件依次连接；多个第一转轮，每个所述铰接组件设有一个所述第一转轮，多个所述第一转轮位于同一直线；第一调节件，沿多个所述连杆的延伸方向，所述第一调节件的第一端与首个第一转轮的圆周面连接，所述第一调节件的第二端依次与其余第一转轮的部分圆周面贴合后与末个第一转轮的圆周面连接，所述第一调节件呈波浪形延伸；其中，任一端部的连杆为主动连杆，其余连杆为从动连杆，所述第一转轮设于所述从动连杆与所述铰接组件的铰接处，在所述主动连杆的驱动下，多个所述从动连杆能够在所述第一调节件的作用下沿第一方向转动
。2.
根据权利要求1所述的多关节联动的连续体机械臂，其特征在于，在所述主动连杆的驱动下，所述第一调节件具有张紧状态和松弛状态；在所述第一调节件处于所述张紧状态的情况下，所述第一转轮带动所述从动连杆转动；在所述第一调节件处于所述松弛状态的情况下，所述从动连杆不转动
。3.
根据权利要求2所述的多关节联动的连续体机械臂，其特征在于，在所述第一调节件处于所述张紧状态的情况下，沿多个所述连杆的延伸方向，位于奇数序号的从动连杆其转动方向与所述主动连杆的转动方向相同，位于偶数序号的从动连杆其转动方向与所述主动连杆的转动方向相反
。4.
根据权利要求2所述的多关节联动的连续体机械臂，其特征在于，还包括：多个第二转轮，每个所述铰接组件设有一个所述第二转轮，所述第二转轮与所述第一转轮相对设置，所述第二转轮设于所述铰接组件与所述从动连杆的铰接处，多个所述第二转轮位于同一直线；第二调节件，沿多个所述连杆的延伸方向，所述第二调节件的第一端与首个第二转轮的圆周面连接，所述第二调节件的第二端依次与其余第二转轮的部分圆周面贴合后与末个第二转轮的圆周面连接，所述第二调节件呈波浪形延伸；在所述主动连杆的驱动下，多个所述从动连杆能够在所述第二调节件的作用下沿所述第一方向的相反方向转动
。5.
根据权利要求1所述的多关节联动的连续体机械臂，其特征在于，还包括第三调节件，所述第三调节件的第一端与首个连杆连接，所述第三调节件的第二端依次贯穿多个所述连杆后与末个连杆连接，所述第三调节件呈折线形延伸；所述第三调节件与所述第一转轮之...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恩，曹营华，田雨农，罗明睿，杨国栋，曹学为，章澳顺，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：