一种可变长弯曲全柔性机械臂结构的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开一种可变长弯曲全柔性机械臂结构，该结构为一种由弹性棒控制姿态，可以伸缩并且可末端位置达到360°上任意一点的全柔性机械臂装置。本柔性机械臂装置由弹性棒，基座，弹簧，金属节片，扎带和U形扣组成。通过伺服电机滑台驱动四根弹性棒，从而实现该柔性机械臂的姿态控制与顶部自由端的位置控制。该结构稳定性可靠，功能完善，末端位置能够达到外包络面内的任意位置。
【专利说明】
一种可变长弯曲全柔性机械臂结构
技术领域
[0001]本发明涉及控制末端位置及整体姿态的全柔性机械臂结构，尤其是一种可变长的全柔性机械臂结构。【背景技术】
[0002]柔性机械结构在国内外都曾被提出过，通常是为了适应复杂的工作环境和操作要求。传统的机械臂多采用刚性杆进行连接，运动过程中占用空间较大。全柔性机械臂的优势在于，不仅可以对末端位置进行操作，同时可以控制主体姿态，大大提高了工作的灵活性。 本发明采用了弹性棒作为支撑结构，金属节片来限制弹性棒的中段姿态，同时，利用弹性棒外套上的弹簧来分隔开各个节片，提高了整体结构的稳定性并使得全柔性机械臂在收缩和舒张后各节片间的距离保持一定。
【发明内容】
[0003]本发明依据要解决的技术问题是提出一种可变长弯曲全柔性机械臂结构。传统的机械手臂采用刚性结构，由于刚性机械手臂通常由重型材料设计制造，无法避免的会出现负载-自重比低、能耗高、结构复杂、响应速度慢、定位精度低等诸多问题，而柔性机械手臂具有可实现高速操作的能力、较高的负载自重比、较低的能耗和较低的生产成本以及具有更大的工作空间等优点。由于全柔性机械臂的自由度高，其操作空间能够达到更广阔的区域，并节省设备占用空间。该结构稳定性可靠，功能完善，末端位置能够达到外包络面内的任意位置。
[0004]为实现上述目的，主要机械难点解决方案如下:一般机械结构材料均采用金属材料作为框架，虽然刚性较强，但韧性却比较弱，本发明采用了弹性棒加金属节片为主体结构材料，大大提高了全柔性臂的韧性和灵活度;在每层金属节片间加入弹簧，保持了各节片间有一定距离，提高了稳定性并防止弹性棒与金属节片间卡死；
[0005]本发明的具体技术方案:一种可变长弯曲全柔性机械臂结构，包括弹性棒1、基座 2、金属节片3、弹簧4、扎带5、U型扣6。
[0006]弹性棒1、基座2、金属节片3为该结构的柔性支撑部分，弹簧4为该结构的柔性变形部分，扎带5、U型扣6为该结构的紧固锁紧部分。
[0007]各金属节片3为中空的圆形节片，各金属节片3沿竖直方向布置，金属节片3的圆周上设有能够穿过弹性棒1的安装孔。
[0008]各竖向布置的弹性棒1分别穿过金属节片3上的安装孔，相邻金属节片3上的弹性棒1上外包有弹簧4;金属节片3上的安装孔的内侧设有弧形槽，相邻的弹簧4之间通过扎带5 连接固定;扎带5穿过弧形槽，将上下相邻的弹簧4两端。
[0009]弹性棒1的底部从基座2的各通孔穿过，且每根弹性棒1分别由下部的伺服电机滑台单独驱动。U型扣6通过U型双头螺栓固定在弹性棒1的顶部。
[0010]弹性棒1为玻璃纤维棒或碳纤维棒或钢丝。[0011 ]弹簧4的内径大于弹性棒1的内径。
[0012]U型扣通过U型双头螺栓固定在弹性棒的顶端；四根弹性棒通过每个金属节片的均布的四个小孔和弹簧中央穿出；上层弹簧的下端和下层弹簧的上端由一根从金属节片弧形槽穿过的扎带捆扎固定；四根弹性棒末端从基座的四个孔穿过，每一根弹性棒分别由下部的伺服电机滑台驱动。【附图说明】
[0013]图1是本发明整体结构图；
[0014]图2是本发明连接结构图；[0〇15]图3是本发明伸缩过程不意图；
[0016]图中:1、弹性棒，2、基座，3、金属节片，4、弹簧，5、扎带，6、U型扣。【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0018]如图1所示，一种可变长弯曲全柔性机械臂结构，包括弹性棒1、基座2、金属节片3、 弹簧4、扎带5、U型扣6。
[0019]弹性棒1、基座2、金属节片3为该结构的柔性支撑部分，弹簧4为该结构的柔性变形部分，扎带5、U型扣6为该结构的紧固锁紧部分。
[0020]各金属节片3为中空的圆形节片，各金属节片3沿竖直方向布置，金属节片3的圆周上设有能够穿过弹性棒1的安装孔。
[0021]各竖向布置的弹性棒1分别穿过金属节片3上的安装孔，相邻金属节片3上的弹性棒1上外包有弹簧4;金属节片3上的安装孔的内侧设有弧形槽，相邻的弹簧4之间通过扎带5 连接固定;扎带5穿过弧形槽，将上下相邻的弹簧4两端。
[0022]弹性棒1的底部从基座2的各通孔穿过，且每根弹性棒1分别由下部的伺服电机滑台单独驱动。U型扣6通过U型双头螺栓固定在弹性棒1的顶部。[〇〇23] 弹性棒1为玻璃纤维棒或碳纤维棒或钢丝。[〇〇24]弹簧4的内径大于弹性棒1的内径。
[0025]如图1-3所示。U型扣6通过U型双头螺栓固定在弹性棒1的顶端;弹性棒1通过每个金属节片3上均布的四个小孔和弹簧4中央穿出；上层弹簧4的下端和下层弹簧4的上端由一根从金属节片3弧形槽穿过的扎带5捆扎固定；四根弹性棒1末端从基座2的四个孔穿过，每一根弹性棒1分别由下部的伺服电机滑台驱动。
[0026]金属节片3为环形中空结构，弹性棒1从四周的小孔穿出，这种结构可以在柔性臂中央加入输送装置或手爪，以增加其使用功能。初始状态下，底部驱动的伺服电机滑台静止，全柔性机械臂长度最长。当需要全柔性机械臂的末端达到指定点或全柔性机械臂需要被压缩时，四个伺服电机滑台运动，带动弹性棒1向下运动，全柔性机械臂的铝合金节3片间距变小，弹簧4压缩，使得整体结构压缩。
【主权项】
1.一种可变长弯曲全柔性机械臂结构，其特征在于:该结构包括弹性棒(1)、基座(2)、 金属节片(3)、弹簧(4)、扎带(5)、U型扣(6);弹性棒(1)、基座(2)、金属节片(3)为该结构的柔性支撑部分，弹簧(4)为该结构的柔性 变形部分，扎带(5)、U型扣(6)为该结构的紧固锁紧部分；各金属节片(3)为中空的圆形节片，各金属节片(3)沿竖直方向布置，金属节片(3)的圆 周上设有能够穿过弹性棒1的安装孔；各竖向布置的弹性棒(1)分别穿过金属节片(3)上的安装孔，相邻金属节片(3)上的弹 性棒(1)上外包有弹簧(4);金属节片(3)上的安装孔的内侧设有弧形槽，相邻的弹簧(4)之 间通过扎带(5)连接固定;扎带(5)穿过弧形槽，将上下相邻的弹簧(4)两端；弹性棒(1)的底部从基座(2)的各通孔穿过，且每根弹性棒(1)分别由下部的伺服电机 滑台单独驱动;U型扣(6)通过U型双头螺栓固定在弹性棒(1)的顶部。2.根据权利要求1所述的一种可变长弯曲全柔性机械臂结构，其特征在于:弹性棒(1) 为玻璃纤维棒或碳纤维棒或钢丝。3.根据权利要求1所述的一种可变长弯曲全柔性机械臂结构，其特征在于:弹簧(4)的 内径大于弹性棒(1)的内径。4.根据权利要求1所述的一种可变长弯曲全柔性机械臂结构，其特征在于:U型扣(6)通 过U型双头螺栓固定在弹性棒1的顶端;弹性棒(1)通过每个金属节片(3)上均布的四个小孔 和弹簧4中央穿出；上层弹簧(4)的下端和下层弹簧(4)的上端由一根从金属节片3弧形槽穿 过的扎带(5)捆扎固定；四根弹性棒1末端从基座(2)的四个孔穿过，每一根弹性棒(1)分别 由下部的伺服电机滑台驱动；金属节片(3)为环形中空结构，弹性棒(1)从四周的小孔穿出，这种结构可以在柔性臂 中央加入输送装置或手爪，以增加其使用功能；初始状态下，底部驱动的伺服电机滑台静 止，全柔性机械臂长度最长；当需要全柔性机械臂的末端达到指定点或全柔性机械臂需要 被压缩时，四个伺服电机滑台运动，带动弹性棒(1)向下运动，全柔性机械臂的铝合金节(3) 片间距变小，弹簧(4)压缩，使得整体结构压缩。
【文档编号】B25J9/06GK106002988SQ201610425595
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】高国华, 任晗, 王皓, 宋明阳, 李炼石, 董增雅
【申请人】北京工业大学