[实用新型]柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人手臂装置的结构设计，特别涉及一种柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置，属于机器人技术领域。

背景技术

与传统刚性连杆多关节串联工业机器人不同，软体或柔性机器人能够以不同的曲率向多个方向弯曲，可以做出多种姿态使其末端工具送抵指定的空间位置。良好的柔顺性能适合穿越洞穴、障碍，较高的柔顺性也带来了人机互动的安全性，这些特点使得软体或柔性机器人在许多应用领域有着广泛用途。

德国费斯托(FESTO)公司于2010年12月14日申请了发明专利“可利用流体运行的操纵器”(US20120210818A1和CN201080057286.7)，设计了一种气力驱动的仿象鼻柔性机器人手臂。该手臂是气体或液体驱动的，必须有密闭的流体腔，而且要有良好的流体控制系统，结构复杂，体积庞大，难以小型化，成本昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置，该装置能够向多个方向弯曲，将末端工具送抵不同的空间位置，同时装置结构简单，体积小巧，成本低。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的一种柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置，其特征在于：包括基座、三个肌肉组件、至少两个中间板、至少一个弹簧和一个末端板；所述基座包括基座下板、基座上板和三个电机安装板，基座下板与基座上板通过三个电机安装板固接在一起；所述每个肌肉组件均分别包括电机、传动机构、柔性杆、螺杆和螺母；所述电机与电机安装板固接，所述电机的输出轴与传动机构的输入轴相连；所述每个中间板上设置有第一通孔、第二通孔和第三通孔，中间板第一、第二、第三通孔在中间件上呈120度均布；所述所有中间板均设置在基座上板和末端板之间，多个中间板沿柔性杆中心线方向依次堆叠布置；第一柔性杆、第二柔性杆和第三柔性杆分别穿过所有中间板上第一、第二、第三通孔；相邻中间板之间设置有至少一个弹簧，所述弹簧的两端分别连接两个相邻中间板；靠近基座上板的第一中间板与基座上板相连，靠近末端板的末端中间板与末端板相连；所述传动机构的输出端与螺母固接，所述螺母与螺杆形成螺纹传动关系，所述柔性杆的一端与螺杆的一端固接，所述柔性杆的另一端与末端板相连；所述柔性杆穿过基座上板；所述螺母通过轴承活动套设在基座下板中。

本实用新型所述的柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置，其特征在于：所述柔性杆采用塑料制成的柔性杆或柔性管。

本实用新型所述的柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置，其特征在于：所述传动机构采用齿轮传动机构、带轮传动机构、链轮传动机构、绳轮传动机构中的一级或多级传动机构。

本实用新型所述的柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置，其特征在于：所述传动机构采用一级齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮套固在电机的输出轴上，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合形成齿轮传动关系，所述第二锥齿轮与螺母固接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：

本实用新型利用柔性杆、螺旋传动机构、中间板和弹簧等综合实现了柔性全向弯曲功能。该装置能够向多个方向弯曲，将末端工具送抵不同的空间位置，同时装置结构简单，体积小巧，成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置的一种实施例的剖视图。

图2是图1所示实施例的立体视图。

图3是图1所示实施例中的俯视图。

图4是图1所示实施例的正视图。

图5是图4的右侧视图。

图6是图1所示实施例中的中间板的立体视图。

图7是图1所示实施例中的末端板的俯视图。

在图1至图7中：

10－基座下板，11－基座上板，12－电机安装板，

2－电机，21－减速器，31－第一锥齿轮，

32－第二锥齿轮，4－联轴器，51－柔性杆，

511－第一柔性杆，512－第二柔性杆，513－第三柔性杆，

52－螺杆，53－螺母，6－中间板，

61－中间板第一通孔，62－中间板第二通孔，63－中间板第三通孔，

64－第一中间板，65－末端中间板，7－弹簧，

8－末端板，81－末端板第一通孔，82－末端板第二通孔，

83－末端板第三通孔。

具体实施方式