[发明专利]一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂

权利要求书

1.一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：包括控制箱、第一丝驱动单元、测距传感器、第二丝驱动单元、SMA驱动单元和执行器；

所述控制箱上端连接第一丝驱动单元，第一丝驱动单元和第二丝驱动单元之间设置测距传感器，第二丝驱动单元上端连接SMA驱动单元，SMA驱动单元上端连接执行器，所述第一丝驱动和第二丝驱动单元均包括若干相串连的丝驱动组件；

所述丝驱动组件包括丝驱动上连接板、丝驱动下连接板、丝驱动运动支链、丝驱动弹簧底座、驱动丝和丝驱动弹簧，所述丝驱动上连接板和丝驱动下连接板的三条边之间通过丝驱动运动支链连接，所述丝驱动上连接板和丝驱动下连接板的三个角位置处设置丝驱动弹簧底座，丝驱动弹簧底座之间设置驱动丝和围绕驱动丝的丝驱动弹簧；

所述SMA驱动单元包括SMA驱动上连接板、SMA驱动下连接板、SMA驱动运动支链、SMA驱动弹簧底座和SMA驱动弹簧，所述SMA驱动上连接板和SMA驱动下连接板的三条边之间通过SMA驱动运动支链连接，所述SMA驱动上连接板和SMA驱动下连接板的三个角位置处设置SMA驱动弹簧底座，SMA驱动弹簧底座之间设置SMA驱动弹簧；

所述执行器为三爪抓取装置，其上设置有视觉识别传感器和角度加速度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述丝驱动运动支链和SMA驱动运动支链具有相同的结构，均包括上运动板、左上运动板、右上运动板、下运动板、左下运动板和右下运动板，所述上运动板分别和左上运动板、右上运动板向内单方向翻动连接，与该结构相对称地，所述下运动板分别和左下运动板、右下运动板向内单方向翻动连接，所述左上运动板和左下运动板向外单方向翻动连接，所述右上运动板和右下运动板向外单方向翻动连接。

3.根据权利要求2所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述上运动板、左上运动板、右上运动板、下运动板、左下运动板和右下运动板于其中央位置围成一方孔。

4.根据权利要求2所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述向内单方向翻动连接和向外单方向翻动连接通过韧性胶带单面粘贴连接。

5.根据权利要求1所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述丝驱动上连接板/SMA驱动上连接板、丝驱动下连接板/SMA驱动下连接板为三角形碳纤维板，其上形成若干走线孔、弹簧底座安装孔和驱动丝孔。

6.根据权利要求1所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述SMA驱动弹簧为通电加热伸长、常温收缩的记忆合金弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述控制箱内设置电机驱动器、电机和主控板，所述电机驱动器与电机相连，所述电机包括数量与驱动丝相对应的驱动丝电机和执行器电机，驱动丝电机的输出端连接丝杠，驱动丝的末端连接在丝杠上，执行器电机与执行器连接，所述主控板与测距传感器、加速度传感器和视觉识别传感器通讯连接，所述主控板控制SMA驱动弹簧的通电。

8.根据权利要求1所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述控制箱还设置有摇杆模块，摇杆模块作为第二种控制方案，摇杆将当前位置坐标直接输入到主控板。

9.根据权利要求1所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述电源是6S(22.2V)航模电池，带有一个额外的直流可调降压板，电池输出分为两部分，一路直接为电机驱动器供电，另一路通过降压板降压后为主控板和传感器供电。

10.根据权利要求1所述的一种可折叠弯曲的串并联混合柔性机械臂，其特征在于：所述主控板型号为STM32F407，所述电机型号为42步进电机，所述电机驱动器型号为TB6600，所述测距传感器型号为GP2Y0A21，所述加速度角度传感器型号为MPU6050，所述视觉识别传感器型号为OV5640，所述直流可调降压板型号为LM2596S。