[发明专利]一种柔性臂以及线珠耦合双向驱动的柔性机械臂

说明书

本发明涉及一种柔性臂以及线珠耦合双向驱动的柔性机械臂，其解决了现有柔性连续体机械臂体积大，只能单向驱动的技术问题，其包括柔性本体和线珠，线珠包括线和若干个珠子，线穿过若干个珠子，若干个珠子能够自由移动；柔性本体内沿长度方向设有圆形孔道，线珠设于圆形孔道中，线珠的线的前端与圆形孔道的前端固定连接，线的后端伸出圆形孔道的后端。本发明广泛用于机械臂技术领域。

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，具体而言，涉及一种柔性臂以及线珠耦合双向驱动的柔性机械臂。

背景技术

在机械臂技术领域，柔性连续体机械臂是一种具有很多自由度的机器人系统，一般为欠驱动无穷自由度，具有良好的柔顺性和灵活度，因此柔性连续体机械臂在复杂工况作业方面有非常广阔的应用前景。现有柔性连续体机械臂中的驱动方式主要有线驱动，气动人工肌肉驱动以及低熔点合金驱动等。这些驱动方式中大多都对外部环境条件有较高要求，并且基本上均为单向驱动，无法实现双向驱动。

公布号为CN108189000A的中国发明专利申请公开了一种绳驱动抓取机器人，授权公告号为CN206393633U的中国实用新型专利公开了一种基于绳索驱动的空气关节式柔性机械臂；此类机械臂柔性好，质量轻，承载能力大,可以折叠，但是他们都是基于传统的线驱动方式设计，只能实现单向驱动，而且机械臂的关节组和驱动装置均体积较大。

发明内容

本发明就是为了解决现有柔性连续体机械臂体积大，只能单向驱动的技术问题，提供了一种采用线珠驱动方式驱动，结构简单小型化且可通过收线和出珠的控制实现双向驱动的柔性臂以及线珠耦合双向驱动的柔性机械臂。

本发明的技术方案是，提供一种柔性臂，包括柔性本体和线珠，线珠包括线和若干个珠子，线穿过若干个珠子，若干个珠子能够自由移动；柔性本体内沿长度方向设有圆形孔道，线珠设于圆形孔道中，线珠的线的前端与圆形孔道的前端固定连接，线的后端伸出圆形孔道的后端。

优选地，线珠的数量是两根以上，圆形孔道的数量与线珠的数量匹配。

优选地，线珠的数量是三根或四根。

优选地，柔性本体的形状是细长圆柱。

优选地，柔性本体的材质是硅胶或橡胶。

本发明还提供一种线珠耦合双向驱动的柔性机械臂，包括柔性臂、线珠驱动装置和动力装置，柔性臂包括柔性本体和线珠，线珠包括线和若干个珠子，线穿过若干个珠子，若干个珠子能够自由移动；柔性本体内沿长度方向设有圆形孔道，线珠设于圆形孔道中，线珠的线的前端与圆形孔道的前端固定连接，线的后端伸出圆形孔道的后端；

线珠驱动装置用于：拉拽线珠中的线的同时向从柔性本体中挤出的珠子提供位移空间，将珠子向柔性本体的圆形孔道位置推动的同时使圆形孔道中线的长度变长；

动力装置用于使线珠驱动装置工作。

优选地，线珠的数量是两根以上，圆形孔道的数量与线珠的数量匹配。

优选地，线珠的数量是三根或四根。

优选地，线珠驱动装置的数量是两组以上；

线珠驱动装置包括壳体、线驱动轮、珠驱动轮、线驱动轮轴和珠驱动轮轴，线驱动轮与线驱动轮轴连接，线驱动轮轴通过轴承与壳体转动地连接，珠驱动轮与珠驱动轮轴连接，珠驱动轮轴通过轴承与壳体转动地连接；珠驱动轮的圆周上设有珠子容纳槽1和线容纳槽，珠子容纳槽的末端设有端面，端面位于珠子容纳槽和线容纳槽的结合处；线驱动轮的圆周上设有绕线槽；壳体的底部设有通道；

线珠穿过壳体底部的通道并嵌入珠驱动轮的珠子容纳槽中，线珠的线经过线容纳槽绕在线驱动轮的绕线槽中，线的后端固定连接在线驱动轮上。

优选地，动力装置的数量是两组以上；