[发明专利]一种柔性机械手臂

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械手臂，特别涉及一种灵活多自由度的柔性机械手臂。

背景技术

机械手一直是自动化领域努力的方向，人们需要一种像人类手臂一样灵活的设备或装置来完成一些复杂或特殊环境下的工作。传统的机械手臂中，模拟人体手构成和运动方式的关节型机械手臂，具有结构简单、空间体积小、运动空间大等优点，是研究最为广泛的机械手臂。国内外对此类机械手臂结构进行了大规模的研究和设计。但是此类机械手臂机构数目众多，能量损耗大，驱动装置复杂，使用不灵活。在某些特殊场合，机械手臂不仅要具有精度高、反应快等特点，而且在抓取操作时还要具有良好的柔顺性。这种比人类手臂更灵活的机械手还是个盲区，国外的技术也只停留在气动动力或大设备上，家用的柔性手臂基本上没有开发。

家用的柔性手臂需要噪音小，灵活方便，代替人类完成一些费时费工而且细致的工作，需要开发成本低廉，满足一般家庭的经济承受能力。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种柔性机械手臂，本发明通过以下技术方案实现：包括柔性转向机构和若干关节，所述柔性转向机构包括贯穿连接若干关节的动作管道，相邻两个关节之间设有套装在动作管道外的压缩弹簧，所述关节上设置有固定压缩弹簧的凸台，所述柔性转向机构底端设置有伸缩杆，所述伸缩杆卡合在动作管道上。

作为本发明的进一步改进，所述动作管道设置有3组或4组，所述动作管道为通气管道或油路管道。

作为本发明的进一步改进，所述压缩弹簧为金属弹簧、塑料弹簧和橡胶高弹性体中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述压缩弹簧还可以为2个以上的气体肌肉或液压肌肉。

作为本发明的进一步改进，所述压缩弹簧还可以采用压杆、压环、卡圈和螺钉中任一种方式固定在关节上。

作为本发明的进一步改进，所述柔性机械手臂采用气动驱动、油压或电油压驱动作为动力源。

本发明的有益效果是：本发明采用柔性转向机构作为手臂，关节作为支撑结构完成一系列动作，模仿人类手臂，灵活方便、精度高，柔性转向机构包括动作管道和套在动作管道外部的压缩弹簧，通过弹性能量实现做工，可以实现复杂的空间运动，结构简单，成本低廉，适用于家庭、工业等使用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明实施例2吸尘器臂结构示意图。

图3为本发明实施例2吸尘器示意图。

图4为本发明实施例2工作流程图。

图5为本发明实施例3结构示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1如图1示出了本发明一种柔性机械手臂，包括柔性转向机构4和若干关节2，所述柔性转向机构4包括贯穿连接若干关节2的动作管道1，相邻两个关节2之间设有套装在动作管道1外的压缩弹簧3，所述关节2上设置有固定压缩弹簧3的凸台，所述柔性转向机构4底端设置有伸缩杆5，所述伸缩杆卡5合在动作管道1上。所述动作管道1设置有3组或4组，所述动作管道1为通气管道或油路管道。所述压缩弹簧3为金属弹簧、塑料弹簧和橡胶高弹性体中的一种。所述压缩弹簧还可以为2个以上的气体肌肉8或液压肌肉。所述压缩弹簧3还可以采用压杆、压环、卡圈和螺钉中任一种方式固定在关节2上。所述柔性机械手臂采用气动驱动、油压或电油压驱动作为动力源，经过伺服比例阀分配出可以驱动具备自由度（单个自由度角度并不是完整的360度，而是根据需要设计小于180度的角度）；自由度从至少3个到多达11个的动力单元。各个动力单元犹如一个个小气缸或油缸，靠这些动力单元推拉的组合运动作用各运动关节形成空间复杂角度运动组合，使机械手多关节软管具备柔性机械手的各向摆位功能。