[发明专利]一种具有视觉反馈功能的线驱动连续型检测机器人

说明书

本发明公开一种具有视觉反馈功能的线驱动连续型检测机器人包括驱动装置、连续型机械臂、视觉反馈装置、末端执行器；该检测机器人采用线驱动方式，使机械臂结构简单、成本低，更易通过狭窄腔，且控制精度高；采用柔性管作为中心骨架，使机械臂能向各方向弯曲，且由于柔性管横向刚度低，提高了机械臂的自由度；机械臂前端增加视觉反馈装置，在机械臂经过狭窄腔和末端执行器进行检测工作时，可以将实时工况反馈至操作端，提高操作的可靠性。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是一种具有视觉反馈功能的线驱动连续型检测机器人。

背景技术

在工业无损检测领域中，会出现人员无法到达检测目标位置的情况，特别是需经狭窄腔对远端目标进行检测作业时，此时需借助机器人实施作业。传统机械臂通常以连杆为主，自由度较低，大多数情况下，会通过串联更多数量的连杆以增加机械臂的自由度，因此造成了传统机械臂的灵活性较差。

现有技术中，如专利CN110388532A公开的一种核电站小口径管道检测用机器人，其采用气动方式驱动，驱动精度低且驱动气管的保养成本高，对于弯曲曲率大的管道应用有限。再如专利CN106923902A公开的手术机器人用蛇形关节、手术器械及内窥镜，其采用线驱动关节接头对结构形式，实现机器人的弯曲，驱动精度较高，但由于关节连接处采用的刚性连接，机器人弯曲方向受限，灵活性较差。又如专利CN110238874A公开的一种经狭窄腔对感兴趣目标进行接触式扫描成像的机械臂，其可实现经狭窄腔后对内部目标进行扫描作业，但不具有一体化的视觉反馈功能。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是设计一种具有视觉反馈功能的线驱动连续型检测机器人，提高机械臂的自由度，且能够可视化通过狭窄腔和对目标进行可视化检测作业。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种具有视觉反馈功能的线驱动连续型检测机器人，包括驱动装置、连续型机械臂、视觉反馈装置、末端执行器，所述连续型机械臂包括柔性管、固定套装在柔性管外部的若干支撑圆盘；所述柔性管一端设置齿轮传动机构，另一端与驱动装置固定连接，所述柔性管内部设置钢丝软轴，所述钢丝软轴一端与齿轮传动机构连接，另一端与驱动装置连接，驱动装置驱动钢丝软轴的转动带动齿轮传动机构使末端执行器转动；所述连续型机械臂在末端执行器一端连接视觉反馈装置，视觉反馈装置用于摄取实际工况以及末端执行器工作情况；

所述至少一个支撑圆盘上固定至少一条驱动线，且支撑圆盘上设有供驱动线穿过的通孔，所述驱动线自某个支撑圆盘固定后通过通孔穿过其他支撑圆盘与驱动装置连接，驱动装置改变驱动线的张力使柔性管弯曲。

有益效果：该检测机器人采用线驱动方式，使机械臂结构简单、成本低，更易通过狭窄腔，且控制精度高；采用柔性管作为中心骨架，使机械臂能向各方向弯曲，且由于柔性管横向刚度低，提高了机械臂的自由度；机械臂前端增加视觉反馈装置，在机械臂经过狭窄腔和末端执行器进行检测工作时，可以将实时工况反馈至操作端，提高操作的可靠性。

进一步的，所述驱动装置包括电机、联轴器、丝杆装置、刚性传动轴、导轮机构，所述丝杆装置和刚性传动轴通过联轴器与电机输出杆固定连接；所述刚性传动轴一端与电机固定连接另一端与所述钢丝软轴固定连接；所述丝杆装置包括丝杆和丝杆螺母，所述驱动线通过导轮机构导向，然后与丝杆螺母固定连接。

进一步的，所述视觉反馈装置包括SMA弹簧、三段式连杆机构、摄像装置；所述SMA弹簧一端与所述连续型机械臂固定连接，另一端与三段式连杆机构一端固定连接，所述三段式连杆机构一端与SMA弹簧固定连接，另一端与摄像装置固定连接，摄像装置与所述连续型机械臂铰接，SMA弹簧的伸缩带动摄像装置相对于所述连续型机械臂旋转；