[发明专利]一种分层驱动的套管型全柔性机械手臂

权利要求书

1.一种分层驱动的套管型全柔性机械手臂，其特征在于：该分层驱动的套管型全柔性机械手臂由柔性臂(1)、机架(2)、滑轨(3)组成；柔性臂(1)和滑轨(3)都固定在机架(2)上，柔性臂(1)为可伸缩结构，柔性臂(1)的姿态由滑轨(3)进行控制；滑轨(3)共设有四根，四根滑轨(3)对称安置于机架(2)上；

柔性臂(1)由末端节片(1-1)、U型卡(1-2)、玻纤(1-3)、中部节片(1-4)和橡胶套管(1-5)组成；每根玻纤(1-3)的末端由末端节片(1-1)两端的两个U型卡(1-2)锁紧在末端节片(1-1)上，中部节片(1-4)固定于橡胶套管(1-5)的末端，四根玻纤(1-3)分别从四根橡胶套管(1-5)中穿过；

机架(2)由铝型材(2-1)、角铁(2-2)、滚筒(2-3)、滚筒座(2-4)和螺栓(2-5)组成；铝型材(2-1)与角铁(2-2)通过螺栓(2-5)固定；滚筒(2-3)通过滚筒座(2-4)固定在由铝型材(2-1)组成的机架(2)上；滚筒(2-3)与橡胶套管(1-5)相接触，使柔性臂(1)的底部保持竖直；

滑轨(3)由滑块(3-1)、盖板(3-2)、螺栓(3-3)、丝杠(3-4)、联轴器(3-5)、电机(3-6)、基座(3-7)、光杠(3-8)、切换锁紧块(3-9)、切换板(3-10)、电磁铁(3-11)、复位弹簧(3-12)和导轨(3-13)组成；盖板(3-2)通过四周的四个螺栓(3-3)安装于滑块(3-1)之上，玻纤(1-3)被夹紧在盖板(3-2)和滑块(3-1)之间；滑块(3-1)通过丝杠(3-4)的转动实现沿丝杠(3-4)轴向方向移动，对称放置的光杠(3-8)从滑块(3-1)两旁的通孔中穿过；电机(3-6)通过联轴器(3-5)与丝杠(3-4)相连接，电机(3-6)驱动丝杠(3-4)转动；橡胶套管(1-5)的末端粘接在切换锁紧块(3-9)一侧的通孔处，橡胶套管(1-5)与切换锁紧块(3-9)同步运动；导轨(3-13)从切换锁紧块(3-9)另一侧的通孔穿过，丝杠(3-4)从切换锁紧块(3-9)中间的方孔穿过；电磁铁(3-11)的本体固定在切换锁紧块(3-9)上，电磁铁(3-11)活动连接切换板(3-10)，复位弹簧(3-12)在电磁铁(3-11)与切换板(3-10)之间受压。

2.根据权利要求1所述的一种分层驱动的套管型全柔性机械手臂，其特征在于：在初始状态时，每根橡胶套管(1-5)连接的切换锁紧块(3-9)、每根玻纤(1-3)连接的滑块(3-1)均在最底部；要达到伸长状态，首先需要对侧的两组橡胶套管(1-5)与玻纤(1-3)向上移动相同距离；为了保持切换锁紧块(3-9)与玻纤(1-3)的同步运动，电磁铁(3-11)释放，在复位弹簧(3-12)的压力下，切换板(3-10)使得橡胶套管(1-5)变形并与玻纤(1-3)产生摩擦，在玻纤(1-3)被滑块(3-1)带动时，橡胶套管(1-5)和切换锁紧块(3-9)也被同步向上带动，从而先形成压缩的姿态；

当形成了压缩的姿态后，玻纤(1-3)需要在橡胶套管(1-5)内部独立运动，电磁铁(3-11)通电，致使切换板(3-10)向着导轨(3-13)运动，并最终与导轨(3-13)接触，将切换锁紧块(3-9)锁紧在导轨(3-13)的所需高度，橡胶套管(1-5)由于与切换锁紧块(3-9)粘接，位置也保持固定；切换板(3-10)远离了橡胶套管(1-5)，玻纤(1-3)与橡胶套管(1-5)内部的挤压力消失，因此玻纤(1-3)在滑块(3-1)的驱动下独立运动；电机(3-6)转动，使得滑块(3-1)带着玻纤(1-3)继续形成柔性臂的上端姿态。