[发明专利]一种基于米字轴的异侧联动式柔性机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及机械臂领域，尤其涉及一种基于米字轴的异侧联动式柔性机械臂。

背景技术

机械臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。相对于常用的刚性机械臂，柔性机械臂具有负载大、灵巧且多变、工作效率高等多种优点，因此在一些特殊场合能够得到重要应用。

但现有的柔性机械臂的驱动机构和连接组件都相对复杂，使柔性机械臂整体的体积和能耗较大、成本较高。并且这种复杂的系统结构一旦出现损伤，修复起来也较为困难。因此，设计一种结构简单、成本低廉并且能够实现柔性机械臂基本的柔性弯曲功能的柔性机械臂，将使柔性机械臂得到更大范围的推广应用。

发明内容

本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种结构简单、能够实现多角度弯曲的基于米字轴的异侧联动式柔性机械臂。

本发明是通过以下的技术方案实现的：一种基于米字轴的异侧联动式柔性机械臂，包括若干个串联的米字轴、连接相邻米字轴的万向结构、动力组件：

米字轴包括在中部固连的两根转轴一和两根转轴二，两根转轴一互相垂直，两根转轴二互相垂直，相邻的转轴一和转轴二之间的夹角为四十五度；

万向结构的两端分别固连于相邻的米字轴的中部，万向结构包括子万向节和母万向节，子万向节包括连杆和固连于连杆朝向母万向节一端的球状体，球状体外表面之间平行设置有若干条第一滑槽，母万向节包括连杆和固连于连杆朝向子万向节一端的固定爪，固定爪由若干条与第一滑槽对应的固定条组成，固定条沿球状体外表面之间弯曲，且每根固定条朝向球状体的一侧均设置有第二滑槽，对应的第一滑槽和第二滑槽中可滚动的容置有球体，使子万向节和母万向节可转动的卡接在一起；

动力组件包括设置于米字轴一侧的滑轮、若干条钢线、设置于米字轴上的固定部，固定部包括设置于相邻且位于滑轮远端的转轴一/转轴二上的第一固定部、设置于相邻且位于滑轮近端的转轴一/转轴二上的第二固定部，第一固定部设置于转轴一/转轴二的一端，第二固定部设置于相邻的转轴一/转轴二的另一端，钢线的两端与第一固定部和第二固定部分别连接，最靠近滑轮的钢线穿过滑轮，其余钢线与钢线所在米字轴朝向滑轮一侧的相邻的米字轴的中部固定连接。

优选地，所述固定部与米字轴通过插接连接的方式固定。

优选地，所述球体、第一滑槽和第二滑槽的表面均覆盖有磁性材料。

优选地，所述固定条均设置于球状体外表面的一个同心球面上，所述同心球面的半径大于球状体外表面的半径。

优选地，包括可伸缩的软性面，米字轴中的转轴一和转轴二的端部均抵接在所述软性面的内壁上。

优选地，所述滑轮的转动中心固连有电机的输出轴，电机通过正转或反转带动滑轮顺时针或逆时针转动。

有益效果是：本柔性机械臂通过在串联的米字轴之间设置易于转动的万向结构，结合穿插于米字轴之间的由滑轮、钢线等组成动力组件，使机械臂能够方便的实现全角度的转动，其原理简单、结构轻巧、成本低廉，能够适用于工业机械自动化装配、管道故障检测修复等多种领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明米字轴和万向结构的示意图；

图3为本发明万向结构的示意图；

图4为本发明的使用状态示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，均属于本发明的保护范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。