【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种连续体机器人领域，特别是一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人。
技术介绍
1、连续体机器人拥有柔性弯曲、灵活可控、适应性强等特点，有望应用于多种非结构化的特殊场景任务中，如微创手术、环境探测、救援等。所以连续体机器人成为当前的研究热点之一。
2、目前的连续体机器人常见的结构类型有：(1)连续式柔性整体驱动结构，包括驱动装置、柔性骨干和牵引绳组，通常由驱动装置通过牵引绳组实现对柔性骨干整体弯曲控制，驱动简单但工作范围受限。(2)连续式柔性多段式驱动结构，通常包括驱动装置、多段式连续体骨干和牵引绳组，通过驱动装置实现段体与段体之间独立的弯曲运动，有限地提升了灵活性与工作范围。(3)离散式刚性全驱动连续体机器人，包括驱动装置、多个连接节、多个万向节和多个牵引绳组，通常由驱动装置通过每个牵引绳组实现对每个万向节的角度独立控制，灵活性、工作范围较好，但其绳索布置与驱动较为复杂，这也使得整体无法轻量化。
3、因此，如何在简单的驱动下同时保持连续体机器人的灵活性和工作空间依然是急需解决的一大难题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提供一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，能够在一组驱动单元下根据多种关节锁定策略拥有不同运动模式，兼具灵活性与工作空间范围，在关节锁定时机器人的刚度会发生变化。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人
4、安装座通过螺栓与驱动装置固定连接，连续体机器人模块的近端通过螺栓与安装座固定连接。
5、进一步地，所述的驱动装置包括框架、底板、第一直线模组、第一u型板、第一滑轮、第二滑轮、第一牵引绳、第一吊耳螺钉、第一测力传感器、第一螺柱、第一手拧螺钉、第二直线模组、第二u型板、第三滑轮、第四滑轮、第二牵引绳、第二吊耳螺钉、第二测力传感器、第二螺柱、第二手拧螺钉、第一固定板；
6、底板通过螺栓与框架固定连接，第一直线模组、第二直线模组分别通过螺栓呈对称式与底板固定连接，第一u型板、第二u型板分别通过螺栓与第一直线模组、第二直线模组固定连接，第一滑轮、第二滑轮通过螺栓呈对称式与第一u型板固定连接，第三滑轮、第四滑轮通过螺栓呈对称式与第二u型板固定连接，第一牵引绳绕过第一滑轮、第二滑轮，并通过打结或锁扣等方式一端与第一吊耳螺钉固定连接、另一端与末端法兰固定连接，第二牵引绳绕过第三滑轮、第四滑轮，并通过打结或锁扣等方式一端与第二吊耳螺钉固定连接、另一端与末端法兰固定连接，第一吊耳螺钉、第二吊耳螺钉分别通过螺栓与第一测力传感器、第二测力传感器固定连接，第一螺柱、第二螺柱分别通过螺纹与第一测力传感器、第二测力传感器固定连接，第一螺柱、第二螺柱分别与第一手拧螺钉、第二手拧螺钉形成螺纹连接。
7、进一步地，所述的安装座包括第二固定板、第一侧板、第一支撑板、第二支撑板、第二侧板、安装板；
8、第二固定板通过螺栓与第一固定板固定连接，第一支撑板通过螺栓与第二固定板和第一侧板固定连接，第二支撑板通过螺栓与第二固定板和第二侧板固定连接，第一侧板、第二侧板通过螺栓呈对称式与第二固定板和安装板固定连接。
9、进一步地，所述的连续体机器人模块包括稳定自锁旋转关节、第一弹性杆、第二弹性杆、末端法兰；
10、多个稳定自锁旋转关节以旋转轴平行的方式通过螺栓串联连接，第一弹性杆、第二弹性杆均穿过每个稳定自锁旋转关节并通过胶粘与之固定连接，末端法兰通过螺栓与末端的稳定自锁旋转关节固定连接；
11、稳定自锁旋转关节包括安装外壳、第一滑块、第一形状记忆合金线圈、第一端面棘轮滑块、第一导电铜片、旋转连接件、第二端面棘轮滑块、第二导电铜片、第二滑块、直线导轨、第三接线片、第三形状记忆合金线圈、第二弹簧、第四接线片、第二弹性压片、第二拉杆、第四形状记忆合金线圈、第一拉杆、第一弹簧、第二形状记忆合金线圈、第一弹性压片、阶梯轴、第一接线片、第二接线片、第一挡边轴承、第二挡边轴承、第一微型轴承、第二微型轴承；
12、直线导轨通过螺栓与安装外壳固定连接，第一滑块、第二滑块分别以线位移的方式与直线导轨连接，第一端面棘轮滑块、第二端面棘轮滑块分别通过螺栓与第一滑块、第二滑块固定连接，第一形状记忆合金线圈的一端和第二形状记忆合金线圈的一端分别通过螺栓与第一接线片、第二接线片连接并固定在安装外壳上，另一端均通过螺栓与第一导电铜片连接并固定在第一端面棘轮滑块表面，第三形状记忆合金线圈的一端和第四形状记忆合金线圈的一端分别通过螺栓与第三接线片、第四接线片连接并固定在安装外壳上，另一端均通过螺栓与第二导电铜片连接并固定在第二端面棘轮滑块表面，阶梯轴通过螺栓与安装外壳固定连接，第一弹簧、第二弹簧均通过嵌套方式与阶梯轴连接，第一弹簧的两侧分别与第一端面棘轮滑块、安装外壳连接，第二弹簧的两侧分别与第二端面棘轮滑块、安装外壳连接，第一挡边轴承、第二挡边轴承通过嵌套方式与旋转连接件形成一体，并通过螺栓与阶梯轴固定连接，第一微型轴承、第二微型轴承分别通过嵌套方式与安装外壳固定连接，第一拉杆的一端通过嵌套方式与第一微型轴承连接，另一端通过接触的方式与第一端面棘轮滑块连接，第二拉杆的一端通过嵌套方式与第二微型轴承连接，另一端通过接触的方式与第二端面棘轮滑块连接，第一弹性压片、第二弹性压片分别通过螺栓与安装外壳固定连接。
13、进一步地，所述的驱动装置中：
14、框架可通过型材组装或板材焊接而成，保持稳定结构；
15、第一u型板、第二u型板可通过焊接、钣金等方式制成，对应安装面设置有螺纹通孔；
16、第一固定板表面设置有多个光孔或螺纹孔，以便于第二固定板的固定连接、第一牵引绳与第二牵引绳的贯穿；
17、第一牵引绳、第二牵引绳为可伸缩比例小于0.5％的绳，可选择包括但不仅限于尼龙绳、玉线或钢丝绳这三种材质。
18、进一步地，所述的安装座中：
19、第二固定板、第一侧板、第一支撑板、第二支撑板、第二侧板、安装板都加工有沉头孔，以便于固定连接。
20、进一步地，所述的连续体机器人模块中：
21、多个稳定自锁旋转关节通过螺钉以旋转轴平行的方式串联连接；
22、第一弹性杆、第二弹性杆均选用具备超弹性的圆形截面杆，在不受外力时保持初始笔直形状，可选择包括但不限于镍钛合金杆、纤维杆这两种材质的弹性杆；
23、末端法兰上设置有多个螺纹孔与光孔，光孔便于第一牵引绳、第二牵引绳、第一弹性杆、第二弹性杆的穿过并以打结或锁扣的方式固定。
24、进一步地，所述的连续体机器人模块中的稳定自锁旋转关节：
25、安装外壳可通过机加工或3d打印方式制成，其表面设置有多个孔；
26、第一端面棘轮滑块、第二端面棘轮滑块的一侧加工有通孔，另一侧加工有阶梯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：包括驱动装置(1)、安装座(2)、连续体机器人模块(3)；
2.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：所述驱动装置(1)包括框架(101)、底板(102)、第一直线模组(103)、第一U型板(104)、第一滑轮(105)、第二滑轮(106)、第一牵引绳(107)、第一吊耳螺钉(108)、第一测力传感器(109)、第一螺柱(110)、第一张力调节螺钉(111)、第二直线模组(112)、第二U型板(113)、第三滑轮(114)、第四滑轮(115)、第二牵引绳(116)、第二吊耳螺钉(117)、第二测力传感器(118)、第二螺柱(119)、第二张力调节螺钉(120)、第一固定板(121)；
3.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：所述的安装座(2)包括第二固定板(201)、第一侧板(202)、第一支撑板(203)、第二支撑板(204)、第二侧板(205)、安装板(206)；
4.根据权利要求1所述
5.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：所述的连续体机器人模块(3)中的稳定自锁旋转关节(31)包括安装外壳(3101)、第一滑块(3102)、第一形状记忆合金线圈(3103)、第一端面棘轮滑块(3104)、第一导电铜片(3105)、旋转连接件(3106)、第二端面棘轮滑块(3107)、第二导电铜片(3108)、第二滑块(3109)、直线导轨(3110)、第三接线片(3111)、第三形状记忆合金线圈(3112)、第二弹簧(3113)、第四接线片(3114)、第二弹性压片(3115)、第二拉杆(3116)、第四形状记忆合金线圈(3117)、第一拉杆(3118)、第一弹簧(3119)、第二形状记忆合金线圈(3120)、第一弹性压片(3121)、阶梯轴(3122)、第一接线片(3123)、第二接线片(3124)、第一挡边轴承(3125)、第二挡边轴承(3126)、第一微型轴承(3127)、第二微型轴承(3128)；
6.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于，所述的驱动装置(1)中：
7.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于，所述的安装座(2)中：
8.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于，所述的连续体机器人模块(3)中：
9.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于，所述的连续体机器人模块(3)中的稳定自锁旋转关节(31)：
...【技术特征摘要】
1.一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：包括驱动装置(1)、安装座(2)、连续体机器人模块(3)；
2.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：所述驱动装置(1)包括框架(101)、底板(102)、第一直线模组(103)、第一u型板(104)、第一滑轮(105)、第二滑轮(106)、第一牵引绳(107)、第一吊耳螺钉(108)、第一测力传感器(109)、第一螺柱(110)、第一张力调节螺钉(111)、第二直线模组(112)、第二u型板(113)、第三滑轮(114)、第四滑轮(115)、第二牵引绳(116)、第二吊耳螺钉(117)、第二测力传感器(118)、第二螺柱(119)、第二张力调节螺钉(120)、第一固定板(121)；
3.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：所述的安装座(2)包括第二固定板(201)、第一侧板(202)、第一支撑板(203)、第二支撑板(204)、第二侧板(205)、安装板(206)；
4.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：所述的连续体机器人模块(3)包括多个稳定自锁旋转关节(31)、第一弹性杆(32)、第二弹性杆(33)、末端法兰(34)；
5.根据权利要求1所述的一种基于稳定自锁旋转关节的少驱动平面连续体机器人，其特征在于：所述的连续体机器人模...
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