[发明专利]一种基于单一动力源的模块化灵巧操作臂

权利要求书

1.一种基于单一动力源的模块化灵巧操作臂，其特征在于，包括N段完全相同的子节段，每个子节段包括外部弯管组件、传动组件和内部弯管驱动组件三部分；

所述外部弯管组件包括固定外管(2)、外管连接套Ⅰ(3)、柔性外管(4)、外管连接套Ⅱ(1)和驱动镍钛丝(5)；

所述固定外管(2)为不可弯曲的套筒结构，其管壁上开有两侧对称的滑槽，滑槽一端延伸到固定外管(2)的端面；所述外管连接套Ⅰ(3)为套筒结构，其一端设轴肩与固定外管(2)相连，另一端与柔性外管(4)相连；所述柔性外管(4)为单向可弯曲的套筒结构，其两端设轴肩分别与外管连接套Ⅰ(3)和上一节段的外管连接套Ⅱ(1)相连，柔性外管(4)管壁内有沿圆周均布的通孔，通孔分左右两组，用于安装所述驱动镍钛丝(5)；所述驱动镍钛丝(5)为具有超弹性的镍钛合金丝；所述外管连接套Ⅱ(1)为内部设轴肩的套筒结构，其两端分别连接固定外管(2)和下一节段的柔性外管(4)；

所述传动组件包括螺纹管(6)、螺纹滑环(7)和挡环(8)；

所述螺纹管(6)为外部设有螺纹的空心套筒结构；所述螺纹滑环(7)为内部设有螺纹的空心套环结构，与所述螺纹管(6)通过螺纹副相连，所述螺纹滑环(7)两侧设有耳部，耳部在所述固定外管(2)的滑槽内滑动，所述螺纹滑环(7)侧壁设有卡口用于固定所述驱动镍钛丝(5)；所述挡环(8)分布于所述螺纹管(6)两端，用于将传动组件与固定外管(2)相连；

所述内部弯管驱动组件包括柔性内管(14)、内管连接套Ⅰ(13)、支撑杆(12)、膨胀管(11)、内管连接套Ⅱ(9)和温控镍钛丝(10)；

所述柔性内管(14)由多节可相互间摆动的铰接结构组成，其两端分别与内管连接套Ⅰ(13)和上一节段的内管连接套Ⅱ(9)相连；所述支撑杆(12)为金属杆状结构，表面光滑，两端分别与内管连接套Ⅰ(13)和内管连接套Ⅱ(9)相连，所述膨胀管(11)为弹性材料制成的鼓状结构，所述膨胀管(11)未膨胀时不与所述螺纹管(6)内壁接触；所述膨胀管(11)膨胀时能够与所述螺纹管(6)内壁接触，并能够通过摩擦力带动所述螺纹管(6)转动；

所述膨胀管(11)一端固定在所述支撑杆(12)上，另一端为自由端，在所述温控镍钛丝(10)的作用下伸缩；所述温控镍钛丝(10)为受温度控制的记忆合金，以S型的方式缠绕在所述膨胀管(11)的侧壁中。

2.根据权利要求1所述的一种基于单一动力源的模块化灵巧操作臂，其特征在于，所述柔性外管(4)两侧开有对向间隔分布的槽口，用于提高柔性外管(4)的弯曲性能。

3.根据权利要求1所述的一种基于单一动力源的模块化灵巧操作臂，其特征在于，所述驱动镍钛丝(5)一端固定于柔性外管(4)，另一端固定于螺纹滑环(7)，螺纹滑环(7)的转动带动驱动镍钛丝(5)的伸缩，从而实现柔性外管(4)的弯曲。

4.根据权利要求1所述的一种基于单一动力源的模块化灵巧操作臂，其特征在于，所述膨胀管(11)一端与所述支撑杆(12)过盈连接，另一端相对支撑杆(12)滑动。