[发明专利]一种柔性杆驱动的曲率连续变化机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种柔性杆驱动的曲率连续变化机器人，包括PC(Ⅰ)，控制驱动单元(Ⅱ)和一个机械臂单元(Ⅲ)，其特征在于:所述PC(Ⅰ)与控制驱动单元(Ⅱ)之间采用的是并口线进行连接与通信，控制驱动单元(Ⅱ)与机械臂单元(Ⅲ)中的步进电机对应连接；使用PC进行程序的编写，通过并行传输的方式将控制指令传输至控制驱动单元(Ⅱ)，分别控制机械臂单元(Ⅲ)的步进电机，该电机转动的带动，使机械臂单元(Ⅲ)进行运动；

所述机械臂单元(Ⅲ)包括机械手抓(1)、陀螺仪(2)、末端金属圆盘(3)、六根柔性玻璃纤维杆(5,6)、星型结构(4，7，8)、铝合金框架(11)，矩形导轮板(14)、T形导轮板(15)、(含有步进电机及编码器的)模组(9)、三组限位开关(10)、杆固定支座(18)、六棱柱结构体(17)、橡胶底座(12)；所述机械手抓(1)的末端通过螺栓螺母紧固的方式与末端圆盘(3)进行固定连接，陀螺仪(2)通过螺栓连接的方式与末端圆盘(3)进行连接；所述六根柔性玻璃纤维杆(5,6)的一端含螺纹，分别呈六十度均布的方式将其与末端金属圆盘(3)的另一端面进行螺纹连接并固定；六根中起主动驱动的三根柔性杆(6)的另一端通过螺栓紧定的方式与杆固定支座(18)连接在一起，杆固定支座(18)通过螺栓分别与三个模组(9)的滑块固定连接在一起，而六根柔性杆中起从动作用的三根柔性杆(5)的另一端穿插在与铝合金框架(11)安装在一起的三组滑轮(13)中，与滑轮的V面贴合；所述矩形导轮板(14)通过螺栓连接分别安装在三根铝合金支杆(16)的侧面上，矩形导轮板(14)上打有通孔，两个导轮(13)安装于两块矩形导轮板(14)中间，采用螺栓螺母连接的方式进行安装，在三根铝合金支杆(16)的前后两侧分别用螺栓连接的方式安装两个T型导轮板(15)，T型导轮板(15)上打有通孔，对应的两个导轮(13)采用螺栓连接的方式安装在两个T型导轮板(15)之间。

2.根据权利要求1所述的柔性杆驱动的曲率连续变化机器人，其特征在于:所述机械手抓(1)包含三个手指(29)、支杆(30)、联轴器(27)和一个直流电机(26)，三根手指之间呈120度均布，每根手指末端与支杆(30)采用转动副(28)进行连接，支杆中的轴与直流电机(26)之间采用联轴器(27)连接并进行传动。

3.根据权利要求1所述的柔性杆驱动的曲率连续变化机器人，其特征在于:有三个星型结构(4,7,8)，其中两个星型结构(4,8)含有三个呈120度均布的支杆，一个星型结构(7)含有六个呈60度分布的支杆，每根支杆(20)两端分别含左旋与右旋两种螺纹，将支杆一端的左旋螺纹与末端含有通孔的金属块(19)相连，右旋螺纹与星型结构中心的圆块(21)相连，通过旋转支杆可以调节中间圆块(21)与末端金属块(19)之间的距离；将含有六个支杆的星型结构(7)安置在机械臂单元(Ⅲ)的中部，并将含有三个支杆的星型结构(4,8)安装于机械臂单元(Ⅲ)两侧，分别将六根柔性杆通过三个星型结构(4,7,8,)对应的末端孔中，采用螺杆与螺母对柔性杆进行夹紧固定，避免其产生轴向移动。

4.根据权利要求1所述的柔性杆驱动的曲率连续变化机器人，其特征在于:所述三个模组(9)分别通过螺栓固定在六棱柱结构体(17)互不相邻的两个面上，模组(9)上的滑块与杆固定支座(18)之间采用螺栓连接的方式，六棱柱结构体(17)的另外三个面通过三角体结构以及螺栓与三个铝合金支杆(16)相连，三根铝合金支杆(16)通过螺栓与铝合金框架(11)固定连接，并呈120度分布安装，铝合金框架(11)中的铝合金杆采用三角体结构和螺栓进行连接和紧固，在铝合金框架的下部的四个支点上通过螺栓连接的方式安装对应的四个橡胶底座(12)。