[发明专利]一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备

说明书

本发明公开了一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，包括多自由度机械主体、结构动态化象鼻仿生活动机构、万能包裹式章鱼触手型拾取机构和防牵扯式重量转移设备保护机构，所述结构动态化象鼻仿生活动机构设于多自由度机械主体内，所述防牵扯式重量转移设备保护机构设于结构动态化象鼻仿生活动机构的下端，所述万能包裹式章鱼触手型拾取机构设于防牵扯式重量转移设备保护机构的下端。本发明属于基于组合原理的仿生多自由度机械设备技术领域，具体是指一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备。

技术领域

本发明属于基于组合原理的仿生多自由度机械设备技术领域，具体是指一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备。

背景技术

随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机械式机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可靠性高，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点。

在诸多作业环境内作业内容比较复杂，例如巷道内施工作业等，为了提高机械化作业程度、降低人工劳动强度和作业风险，需要引进机械臂代替人工作业。工程作业设备机械臂多为起吊臂，起吊臂底座具有回转装置，液压马达提供回转动力，起吊臂通过俯仰油缸和伸缩油缸，还可完成俯仰和伸缩运动，进而完成起吊作业，以上运动的控制均通过液压阀组实现。

现有技术中的工程作业臂运行自由度有限，作业不灵活，无法适应复杂环境的施工作业。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，为了解决现有技术中的工程作业臂运行自由度有限，作业不灵活，无法适应复杂环境的施工作业的问题，本发明以基于仿生学原理，创造性地提出了结构动态化象鼻仿生活动机构和万能包裹式章鱼触手型拾取机构，在可适应复杂多变的施工作业。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供了一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，包括多自由度机械主体、结构动态化象鼻仿生活动机构、万能包裹式章鱼触手型拾取机构和防牵扯式重量转移设备保护机构，所述结构动态化象鼻仿生活动机构设于多自由度机械主体内，所述防牵扯式重量转移设备保护机构设于结构动态化象鼻仿生活动机构的下端，所述万能包裹式章鱼触手型拾取机构设于防牵扯式重量转移设备保护机构的下端。

进一步地，所述多自由度机械主体包括底座、支撑架、滑杆、丝杠、电机一、升降块、铰链一、铰链二、联动块和连接杆，所述支撑架设于多自由度机械主体上，所述底座设于支撑架内底端，所述电机一设于底座上，所述丝杠的一端设于电机一的输出端，所述丝杠的另一端设于支撑架的内壁上端，所述滑杆的一端设于底座上，所述滑杆的另一端设于支撑架的内壁上端，所述升降块滑动套接设于滑杆上，所述升降块套接设于丝杠上，所述丝杠和升降块为啮合转动相连，所述铰链一设于升降块上，所述连接杆的一端设于铰链一上，所述铰链二设于连接杆的另一侧，所述联动块设于铰链二上，电机一输出端转动带动丝杠转动，丝杠转动带动升降块运动，升降块运动带动铰链一运动，铰链一运动带动连接杆运动，连接杆运动带动联动块运动，联动块运动带动结构动态化象鼻仿生活动机构运动，从而调整结构动态化象鼻仿生活动机构的高度。

进一步地，所述结构动态化象鼻仿生活动机构包括多块组合式牵拉逆反馈机构、嵌套型组合式横维调整机构和反向作用型纵维调整机构，所述多块组合式牵拉逆反馈机构设于联动块的下端，所述嵌套型组合式横维调整机构设于多块组合式牵拉逆反馈机构上，所述反向作用型纵维调整机构设于嵌套型组合式横维调整机构上。

进一步地，所述多块组合式牵拉逆反馈机构包括仿生块一、仿生块二、支撑弹簧、横维调整孔一、横维调整孔二、纵维调整孔一、纵维调整孔二和支撑波纹管，所述仿生块一设于联动块的下端，所述支撑弹簧的一端设于仿生块一的下端，所述仿生块二设于支撑弹簧的另一端，所述横维调整孔一设于仿生块一的左侧，所述横维调整孔二对称设于仿生块一的右侧，所述纵维调整孔一设于仿生块一的上侧，所述纵维调整孔二对称设于仿生块一的下侧，所述仿生块二和仿生块一结构相同，所述支撑波纹管的一端设于仿生块一的下端，所述支撑波纹管的另一端设于仿生块二的上端。