[发明专利]一种可伸缩快速反应的机械臂及其控制方法

权利要求书

1.一种可伸缩快速反应的机械臂，其特征在于，包括：驱动部(1)、拉伸线缆(2)和控制部(3)；

所述驱动部(1)包括多节首尾依次连接的弹性段(11)；多节所述弹性段(11)的一端为自由端，另一端为固定端；

所述拉伸线缆(2)的数量至少为3根，且均匀环绕多节所述弹性段(11)的轴线，并与其平行布置；所述拉伸线缆(2)一端与所述自由端固定，并向所述固定端方向依次穿过多节所述弹性段(11)，且从所述固定端穿出；所述弹性段(11)包括上固定板(111)、下固定板(112)和塔型弹簧(113)；所述上固定板(111)为圆形，且板面上具有第一圆形凸起(1111)；所述下固定板(112)与所述上固定板(111)形状相同，且板面上具有第二圆形凸起(1112)，所述第二圆形凸起(1112)的直径小于所述第一圆形凸起(1111)的直径；所述塔型弹簧(113)的两端卡接在所述第一圆形凸起(1111)和所述第二圆形凸起(1112)之间；

所述控制部(3)固定在所述固定端；且能够实现对所述拉伸线缆(2)的锁紧和释放；所述控制部(3)包括平行架(31)、压缩弹簧控制器(32)、压缩弹簧(33)和紧固板(34)；

所述平行架(31)包括两块平行布置的圆形板(311)，且一块所述圆形板(311)与所述弹性段(11)的所述上固定板(111)的板面贴合固定；所述圆形板(311)边沿均匀固定有多块紧固板(34)；

所述压缩弹簧控制器(32)包括圆筒(321)、电机(322)、旋转盘(323)和线绳(325)；所述圆筒(321)为空心圆柱状，两端分别固定在两块所述圆形板(311)之间，且其侧壁上开设有多个圆孔(3211)；所述电机(322)布置在所述圆筒(321)内部，且固定连接在所述圆形板(311)中部，所述旋转盘(323)布置在所述电机(322)上方，且与所述电机(322)的电机轴(324)端头固定连接；

所述压缩弹簧(33)的数量为多个；多个所述压缩弹簧(33)径向布置在所述圆筒(321)外侧；所述压缩弹簧(33)一端与所述圆筒(321)外侧固定，另一端指向所述紧固板(34)，且端头固定有压板(35)；

所述线绳(325)的数量为多个；多个所述线绳(325)等距固定在所述旋转盘(323)边缘，所述线绳(325)穿过所述圆孔(3211)，且端头与所述压板(35)固定；所述压板(35)用于在所述压缩弹簧(33)的弹性作用下与所述紧固板(34)配合夹紧所述拉伸线缆(2)。

2.根据权利要求1所述的一种可伸缩快速反应的机械臂，其特征在于，所述上固定板(111)和所述下固定板(112)边缘位置均设置有第一通孔(1113)；所述拉伸线缆(2)穿过所述第一通孔(1113)，且一端端头与所述自由端固定连接，另一端端头向所述控制部(3)穿出。

3.根据权利要求1所述的一种可伸缩快速反应的机械臂，其特征在于，在相邻的两个所述弹性段(11)中：一个所述弹性段(11)的所述下固定板(112)与另一个所述弹性段(11)的所述上固定板(111)的板面贴合固定。

4.根据权利要求1所述的一种可伸缩快速反应的机械臂，其特征在于，所述圆形板(311)上开设有与所述上固定板(111)对应的第二通孔(3111)。

5.根据权利要求1所述的一种可伸缩快速反应的机械臂，其特征在于，所述压缩弹簧(33)的数量为3个。

6.根据权利要求2所述的一种可伸缩快速反应的机械臂，其特征在于，所述拉伸线缆(2)的数量为3根。

7.根据权利要求6所述的一种可伸缩快速反应的机械臂，其特征在于，所述上固定板(111)、所述下固定板(112)上开设的所述第一通孔(1113)的数量均为3个。

8.一种权利要求1-7任一项所述的可伸缩快速反应的机械臂的控制方法，其特征在于，包括：

伸缩控制：控制所述控制部(3)释放多根所述拉伸线缆(2)，同时拉伸多根所述拉伸线缆(2)，多节所述弹性段(11)朝向同一方向进行伸缩并达到目标位置后，控制所述控制部(3)锁紧多根所述拉伸线缆(2)，实现伸缩控制；

弯曲控制：拉动任一根所述拉伸线缆(2)，多节所述弹性段(11)朝向拉动的所述拉伸线缆(2)牵动方向弯曲并达到目标位置后，控制所述控制部(3)锁紧多根所述拉伸线缆(2)，实现弯曲控制；

旋转控制：沿圆周方向依次拉动多根所述拉伸线缆(2)，多节所述弹性段(11)的弯曲角度和方向依次变化并达到目标位置后，控制所述控制部(3)锁紧多根所述拉伸线缆(2)，实现旋转控制。