[发明专利]柔性臂的机械结构

说明书

本发明公开了一种柔性臂的机械结构，柔性臂的机械结构包括：柔性整臂，柔性整臂具有驱动端和自由端，柔性整臂包括多个柔性段单元，每个柔性段单元包括：多个柔性关节；多个刚性薄壁管，多个柔性关节和多个刚性薄壁管在柔性整臂的延伸方向上交替相连；多个过线圆环；多个绳索，每个柔性段单元的多个绳索沿柔性整臂的周向间隔设置，每个绳索的一端与所在柔性段单元上邻近自由端的过线圆环相连；驱动机构，驱动机构与柔性整臂的驱动端相连，每个绳索的另一端依次穿过所经过的过线圆环与驱动机构传动连接。根据本发明实施例的柔性臂的机械结构具有刚度大、负载能力强等优点。

技术领域

本发明涉及智能机械臂技术领域，具体而言，涉及一种柔性臂的机械结构。

背景技术

相关技术中的柔性臂机器人根据整臂构型的差异，可分为无中心支柱型、刚性中心支柱型和柔性中心支柱型三大类。无中心支柱型的柔性臂多以驱动器为支撑结构，没有明显的用于支撑的中心支柱，多用气动人工肌肉作为驱动，结构简单、弯曲力量大和易于搭建，但控制复杂；刚性支柱型的柔性臂以刚形体为中心支柱，以具有一到三个自由度的刚性关节为核心，多通过电机直接驱动或通过电机拉动相应的柔索驱动，重复定位高、控制简单、刚度大，但整臂显得过于笨重，柔性弯曲曲率小；柔性中心支柱型的柔性臂多用气囊或柔性杆作为中心支柱，具有结构简单、体积小、重量轻和弯曲曲率好的优点，但刚度略有不足。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种柔性臂的机械结构，该柔性臂的机械结构具有刚度大、负载能力强等优点。

为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种柔性臂的机械结构，所述柔性臂的机械结构包括：柔性整臂，所述柔性整臂具有驱动端和自由端，所述柔性整臂包括在所述柔性整臂的延伸方向上依次排列的多个柔性段单元，每个所述柔性段单元包括：多个柔性关节；多个刚性薄壁管，多个所述柔性关节和多个所述刚性薄壁管在所述柔性整臂的延伸方向上交替相连；多个过线圆环，多个所述过线圆环分别设在相邻的所述柔性关节和所述刚性薄壁管的连接处；多个绳索，每个所述柔性段单元的多个所述绳索沿所述柔性整臂的周向间隔设置，每个所述绳索的一端与所在柔性段单元上邻近所述自由端的过线圆环相连；驱动机构，所述驱动机构与所述柔性整臂的驱动端相连，每个所述绳索的另一端依次穿过所经过的过线圆环与所述驱动机构传动连接。

根据本发明实施例的柔性臂的机械结构，具有刚度大、负载能力强等优点。

另外，根据本发明上述实施例的柔性臂的机械结构还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，每个所述过线圆环的端面上设有沿所述过线圆环的周向间隔设置且适于所述绳索穿过的过线孔。这样便于所述绳索的设置。

可选地，所述刚性薄壁管和相邻的所述柔性关节中的一个可插拔地配合在另一个内，所述刚性薄壁管上设有刚性管销孔，所述柔性关节上设有柔性关节销孔，所述刚性薄壁管和相邻的所述柔性关节通过配合在所述刚性管销孔和所述柔性关节销孔内的销轴连接。这样便于所述刚性薄壁管和相邻的所述柔性关节的连接。

进一步地，每个所述过线圆环的周面上设有螺纹孔，所述销轴的一端设有外螺纹且螺纹配合在所述螺纹孔内。这样便于所述柔性段单元的安装。

根据本发明的又一个实施例，每个所述柔性段单元包括四条沿所述柔性整臂的周向间隔设置的绳索。这样便于所述绳索在不同方向上对所述柔性段单元进行驱动。

可选地，每个所述柔性段单元的多个所述绳索在所述柔性整臂的周向上等间隔设置。这样可以使所述柔性段单元的受力更加均匀。

根据本发明的再一个实施例，所述柔性段单元为三个。这样便于所述柔性整臂的设置。

可选地，每个所述柔性段单元包括五个刚性薄壁管和五个柔性关节。这样便于提高所述柔性段单元的强度和刚性。