[发明专利]一种基于并联连续体机构的柔性灵巧操作手

权利要求书

1.一种基于并联连续体机构的柔性灵巧操作手，其包括固定平台、第一柔性驱动支链、第二柔性驱动支链、第三柔性驱动支链、第四柔性驱动支链、绳驱动运动系统、动平台以及末端双指操作手模块，其特征在于：第一、二、三柔性驱动支链的结构和材料参数相同，并且与动平台和固定平台的连接方式相同，为无轴线力矩约束的连接，第四柔性运动支链为空心的柔性管，与动平台和固定平台分别采用螺旋副和固定副连接，绳驱动运动系统中，绳子穿过空心的柔性管驱动，通过固定在固定平台上的电机驱动末端双指操作手闭合，末端双指操作手通过操作手基座与动平台固定连接，绳驱动连接件与基座通过滑动副进行连接，回位弹簧实现抓手的张开运动；

所述第一柔性驱动支链包括第一驱动电机模块、第一基座连接件、第一基座约束环、第一弹性驱动杆、第一平台连接件、第一平台约束环，其中第一驱动电机模块与第一基座连接件固定连接，电机模块实现沿丝杆的直线运动；第一弹性驱动杆与第一基座约束环和第一平台约束环同轴固定连接，分别与第一基座连接件和第一平台连接件采用无轴线力矩约束的同轴连接方式，第一平台连接件与动平台固定连接，所属第二、三柔性驱动支链与第一柔性驱动支链相同，三个支链同轴均匀排列，周向间隔120°；

所述第四柔性驱动支链包括第四驱动电机模块、第四基座连接件、第四基座约束环、第四弹性驱动管、第四平台连接件、第四平台约束还、连接轴、联轴器、螺纹丝杠和螺母，其中第四驱动电机模块与第四基座连接件固定链接，电机模块实现沿丝杠的直线运动；第四弹性驱动管与第四基座约束环和第四平台约束环同轴固定链接，分别与第四基座连接件和第四平台连接件采用同轴固定连接，第四平台连接件与连接轴固定连接，连接轴通过联轴器与螺纹丝杠连接，螺纹丝杠与螺母配合实现螺旋运动，螺母与动平台固定连接。该支链处于其余三个支链的轴线处；

所述绳驱动系统包括绳驱动电机模块、绕线轮、驱动绳和末端连接块，驱动绳与末端连接块和绕线轮固定连接，绳驱动电机模块电机输出轴与绕线轮同轴固定连接，并且驱动绳子实现伸长和缩短；

所述固定平台除了具有约束电机模块的功能，还具有约束各个支链运动的功能，使各个支链相对于固定平台滑动；

所述末端操作手模块包括指端连接基座、固定约束杆、回位弹簧、机械抓手以及连接驱动件，机械抓手与指端连接座和连接驱动件连接，驱动连接件在驱动作用下，由于固定约束杆、回位弹簧和机械结构的影响下实现机械抓手的张开与闭合。

2.根据权利要求1所述的基于并联连续体机构的柔性灵巧操作手，其特征在于：四个弹性杆构成并联连续体机构，他们即作为结构杆件也作为驱动杆件，能够实现4自由度的灵活运动，通过与绳驱动系统和末端机械手相结合，使得操作手具有柔性的同时实现灵活的抓取任务。