[发明专利]一种利用流体驱动的多自由度软体机械臂、软体机械臂系统

说明书

本发明属于程序控制机械手技术领域，公开了一种利用流体驱动的多自由度软体机械臂、软体机械臂系统，利用流体驱动的多自由度软体机械臂设置有机械臂基体；驱动弹性腔，通过硅胶浇注在所述机械臂基体内部；刚度调节腔，通过硅胶浇注在所述机械臂基体内部，与所述驱动弹性腔交错布置；接头连接件，与所述机械臂基体卡接安装；接头密封盖，通过快插接头固定安装在所述接头连接件的外侧。软体机械臂由柔性材料制成，而由于柔性材料易变形的特性，使得软体机械臂容易受环境条件影响而发生被动形变，对其运动的重复性定位精度造成影响，同时，其柔顺被动变形也带来低输出力的问题，因此软体机械臂可变刚度的特性就尤为重要。

技术领域

本发明属于程序控制机械手技术领域，尤其涉及一种利用流体驱动的多自由度软体机械臂、软体机械臂系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

由于传统刚性机器人大多数由限制了弹性变形能力的刚性材料制成，其形状适应特定的外部约束与障碍，具有高度精确性的特点，但很难表现出高度可变形能力与对不同环境的适应性，随着需求领域的继续扩大，医疗保健、复杂地形勘探等特殊领域对机器人提出了更加严苛的要求，能够适应非结构化环境的特殊机器人成为研究热点方向。

软体机械臂以其结构轻便，运动灵活而见长；目前的软体机械臂一般采用硅胶或橡胶等柔性材质，内部设有气腔，通过向气腔充气或抽出气腔内的气体，使气腔内部气压发生变化，来驱动气腔的收缩，从而实现软体机械臂发的整体伸缩等功能。但目前的软体机械臂大多只能实现单自由度或两个自由度的动作，现有技术一提出了一种软体机械臂，但只能实现螺旋式扭转动作，不能实现伸缩、弯曲动作；现有技术二提出的机械臂只能在关节处实现弯曲，主体部分只能实现单自由度的伸缩。

综上所述，现有技术存在的问题是：

目前的软体机械臂大多只能实现单自由度或两个自由度的动作，如只能实现扭转运动，或者是只能完成弯曲运动，很难同时完成各方向弯曲、伸长的动作。

解决上述技术问题的难度在于：

（1）软体机械臂的结构设计及柔性结构成型工艺问题。

（2）如何实现流体驱动系统与软体机械臂的模块化集成，并保证流体的可靠密封以及在多段机械臂中的传输，而且要约束软体机械臂的径向变形。

解决上述技术问题的意义在于：

本发明在软体机械臂可以完成3自由度的运动的同时，并保证了驱动流体的可靠密封，及流体驱动系统与软体机械臂的模块化集成。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用流体驱动的多自由度软体机械臂。

本发明是这样实现的，一种利用流体驱动的多自由度软体机械臂，该利用流体驱动的多自由度软体机械臂设置有机械臂基体；

驱动弹性腔，通过硅胶浇注在所述机械臂基体内部；

刚度调节腔，通过硅胶浇注在所述机械臂基体内部，与所述驱动弹性腔交错布置；

接头连接件，与所述机械臂基体卡接安装；

接头密封盖，通过快插接头固定安装在所述接头连接件的外侧。

进一步，所述驱动弹性腔的前后两端分别套装有弹性腔前端堵头和弹性腔后端堵头，所述驱动弹性腔的内侧一体设置有弹性腔内层。

进一步，所述驱动弹性腔的外侧设置有弹性腔约束层。

进一步，所述弹性腔前端堵头的中部设置有供流体通过的通孔。

进一步，所述驱动弹性腔和刚度调节腔各至少3个。

本发明的另一目的在于提供一种安装有所述利用流体驱动的多自由度软体机械臂的软体机械臂系统，该软体机械臂系统由多节所述利用流体驱动的多自由度软体机械臂串联构成。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：