一種柔性機(jī)械手臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械手臂，特別涉及一種靈活多自由度的柔性機(jī)械手臂。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械手一直是自動化領(lǐng)域努力的方向，人們需要一種像人類手臂一樣靈活的設(shè)備或裝置來完成一些復(fù)雜或特殊環(huán)境下的工作。傳統(tǒng)的機(jī)械手臂中，模擬人體手構(gòu)成和運(yùn)動方式的關(guān)節(jié)型機(jī)械手臂，具有結(jié)構(gòu)簡單、空間體積小、運(yùn)動空間大等優(yōu)點(diǎn)，是研究最為廣泛的機(jī)械手臂。國內(nèi)外對此類機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大規(guī)模的研究和設(shè)計。但是此類機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)數(shù)目眾多，能量損耗大，驅(qū)動裝置復(fù)雜，使用不靈活。在某些特殊場合，機(jī)械手臂不僅要具有精度高、反應(yīng)快等特點(diǎn)，而且在抓取操作時還要具有良好的柔順性。這種比人類手臂更靈活的機(jī)械手還是個盲區(qū)，國外的技術(shù)也只停留在氣動動力或大設(shè)備上，家用的柔性手臂基本上沒有開發(fā)。
[0003]家用的柔性手臂需要噪音小，靈活方便，代替人類完成一些費(fèi)時費(fèi)工而且細(xì)致的工作，需要開發(fā)成本低廉，滿足一般家庭的經(jīng)濟(jì)承受能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種柔性機(jī)械手臂，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):包括柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和若干關(guān)節(jié)，所述柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括貫穿連接若干關(guān)節(jié)的動作管道，相鄰兩個關(guān)節(jié)之間設(shè)有套裝在動作管道外的壓縮彈簧，所述關(guān)節(jié)上設(shè)置有固定壓縮彈簧的凸臺，所述柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)底端設(shè)置有伸縮桿，所述伸縮桿卡合在動作管道上。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述動作管道設(shè)置有3組或4組，所述動作管道為通氣管道或油路管道。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓縮彈簧為金屬彈簧、塑料彈簧和橡膠高彈性體中的一種。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓縮彈簧還可以為2個以上的氣體肌肉或液壓肌肉。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓縮彈簧還可以采用壓桿、壓環(huán)、卡圈和螺釘中任一種方式固定在關(guān)節(jié)上。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述柔性機(jī)械手臂采用氣動驅(qū)動、油壓或電油壓驅(qū)動作為動力源。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)作為手臂，關(guān)節(jié)作為支撐結(jié)構(gòu)完成一系列動作，模仿人類手臂，靈活方便、精度高，柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括動作管道和套在動作管道外部的壓縮彈簧，通過彈性能量實(shí)現(xiàn)做工，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適用于家庭、工業(yè)等使用。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2吸塵器臂結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2吸塵器示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2工作流程圖。
[0015]圖5為本發(fā)明實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0016]實(shí)施例1如圖1示出了本發(fā)明一種柔性機(jī)械手臂，包括柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4和若干關(guān)節(jié)2，所述柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4包括貫穿連接若干關(guān)節(jié)2的動作管道1，相鄰兩個關(guān)節(jié)2之間設(shè)有套裝在動作管道I外的壓縮彈簧3，所述關(guān)節(jié)2上設(shè)置有固定壓縮彈簧3的凸臺，所述柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4底端設(shè)置有伸縮桿5，所述伸縮桿卡5合在動作管道I上。所述動作管道I設(shè)置有3組或4組，所述動作管道I為通氣管道或油路管道。所述壓縮彈簧3為金屬彈簧、塑料彈簧和橡膠高彈性體中的一種。所述壓縮彈簧還可以為2個以上的氣體肌肉8或液壓肌肉。所述壓縮彈簧3還可以采用壓桿、壓環(huán)、卡圈和螺釘中任一種方式固定在關(guān)節(jié)2上。所述柔性機(jī)械手臂采用氣動驅(qū)動、油壓或電油壓驅(qū)動作為動力源，經(jīng)過伺服比例閥分配出可以驅(qū)動具備自由度(單個自由度角度并不是完整的360度，而是根據(jù)需要設(shè)計小于180度的角度);自由度從至少3個到多達(dá)11個的動力單元。各個動力單元猶如一個個小氣缸或油缸，靠這些動力單元推拉的組合運(yùn)動作用各運(yùn)動關(guān)節(jié)形成空間復(fù)雜角度運(yùn)動組合，使機(jī)械手多關(guān)節(jié)軟管具備柔性機(jī)械手的各向擺位功能。
[0017]實(shí)施例2如圖 2、3、4示出了本發(fā)明一種柔性機(jī)械手臂，用于家用吸塵器上圖中所示:通氣管道1-1、通氣管道1-2、通氣管道1-3，有3組。在3組通氣管道之間設(shè)置有用于吸塵功能的吸塵管道7，吸塵管道底端設(shè)置有吸塵吸嘴6。關(guān)節(jié)2上有定位壓縮彈簧2凸臺或者采用壓桿，壓環(huán)，卡圈、螺釘?shù)裙潭ㄔ陉P(guān)節(jié)2上。因?yàn)橛?組氣道1-1、1-2和1-3，有13個關(guān)節(jié)并且通過柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4連接，因而此手臂有很強(qiáng)的柔性能力，它帶著中間的吸塵管道7，可以全方位的各個角落的完成吸塵的工作。當(dāng)1-1通氣方向向著吸塵吸嘴6時推動伸縮桿5，并且1-2，1-3不通氣時，柔性機(jī)械手就會像大象鼻子一樣彎曲。當(dāng)1-2、1-3通氣方向向著吸塵吸嘴6時并且1-1不通氣時，柔性機(jī)械手就會像S形伸張。也即3個或4個通氣管道的通氣組合可以完成此類機(jī)械手非常復(fù)雜的空間動作組合如:卷，曲，張，歪，扭，旋轉(zhuǎn)，螺旋等。不同氣路管道進(jìn)氣排氣的過程；通過拉推的動作并且作用在多個彈性體，可以實(shí)現(xiàn)多方向多角度的空間運(yùn)動組合，當(dāng)然關(guān)節(jié)數(shù)越多自由度越高，比如螺旋運(yùn)動，可以達(dá)到2圈等。
[0018]實(shí)施例3如圖5示出了本發(fā)明一種柔性機(jī)械手臂，壓縮彈簧2也可使用氣體或液壓肌肉8來完成相應(yīng)的組合設(shè)計，肌肉的數(shù)量至少為2個。
【主權(quán)項】
1.一種柔性機(jī)械手臂，其特征在于:包括柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和若干關(guān)節(jié)，所述柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括貫穿連接若干關(guān)節(jié)的動作管道，相鄰兩個關(guān)節(jié)之間設(shè)有套裝在動作管道外的壓縮彈簧，所述關(guān)節(jié)上設(shè)置有固定壓縮彈簧的凸臺，所述柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)底端設(shè)置有伸縮桿，所述伸縮桿卡合在動作管道上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)械手臂，其特征在于:所述動作管道設(shè)置有3組或4組，所述動作管道為通氣管道或油路管道。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)械手臂，其特征在于:所述壓縮彈簧為金屬彈簧、塑料彈簧和橡膠高彈性體中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)械手臂，其特征在于:所述壓縮彈簧還可以為2個以上的氣體肌肉或液壓肌肉。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)械手臂，其特征在于:所述壓縮彈簧還可以采用壓桿、壓環(huán)、卡圈和螺釘中任一種方式固定在關(guān)節(jié)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)械手臂，其特征在于:所述柔性機(jī)械手臂采用氣動驅(qū)動、油壓或電油壓驅(qū)動作為動力源。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柔性機(jī)械手臂，包括柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和若干關(guān)節(jié)，所述柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括貫穿連接若干關(guān)節(jié)的動作管道，相鄰兩個關(guān)節(jié)之間設(shè)有套裝在動作管道外的壓縮彈簧，所述關(guān)節(jié)上設(shè)置有固定壓縮彈簧的凸臺，所述柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)底端設(shè)置有伸縮桿，所述伸縮桿卡合在動作管道上。采用柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)作為手臂，關(guān)節(jié)作為支撐結(jié)構(gòu)完成一系列動作，模仿人類手臂，靈活方便、精度高，柔性轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括動作管道和套在動作管道外部的壓縮彈簧，通過彈性能量實(shí)現(xiàn)做工，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適用于家庭、工業(yè)等使用。
【IPC分類】B25J18/06
【公開號】CN105034019
【申請?zhí)枴緾N201510516675
【發(fā)明人】陳剛, 陸春生, 常峰貴
【申請人】昆山硅步機(jī)器人技術(shù)有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月21日