[实用新型]蛇形臂机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种蛇形臂机器人。

背景技术

目前，具有高精度、高重复性的工业机器人已在汽车、电子以及家电等制造领域得到 了广泛应用。但传统的工业机器人由于其高刚度及大结构尺寸的限制，很难应用于极端危 险和极限环境作业中，例如核反应堆检查、管道清洗等领域。

作为一种特种机器人，蛇形臂机器人具有长径比大、自由度多、动作灵活、环境适应 能力强等优点，易于在狭窄空间内灵活地调整位姿、扩展工作空间、回避障碍和克服奇异 点。因而能够用于各种非结构化狭窄封闭空间作业以及高柔性操作等领域。将蛇形臂安装 于移动工作平台(移动机器人)上，可以用于管道检测以及公共场所的安检；将蛇形臂安 装于工业机器人末端可以用于飞机复杂箱体内的加工装配、发动机检测以及飞机盒段类部 件内部的涂胶等。

公布号为(CN102744732A)，名称为“一种蛇形机械臂”的专利实用新型一种蛇形机 械臂，该机械臂的臂体由多个虎克铰串联构成，通过柔索进行驱动。该结构每个转动副均 通过两组柔索进行驱动，当其关节数量较多时需要大量的驱动系统，同时存在蛇形臂体轮 廓曲线连续性较差。另外，由于柔索只能传递拉力，对于每个转动副，均需要至少两根柔 索驱动，通过定滑轮进行导向。如果柔索松弛，容易脱落，运动状态不易控制；如果柔索 保持拉力，导致另一根柔索必然增大拉力，增加了转动副的摩擦力，不仅影响位姿调整能 力，还增大了控制难度，降低了效率。

综上所述，现有技术中至少存在以下问题：现有的蛇形臂机器人每个关节均需柔索 驱动，控制复杂且驱动系统体积大，需要采用滑轮对柔索进行导向，柔索容易从滑轮 上脱落、导致蛇形臂机器人运动失败。

实用新型内容

本实用新型提供一种蛇形臂机器人，以解决现有的蛇形臂机器人每个关节均需柔索驱 动，需要采用滑轮对柔索进行导向，柔索容易从滑轮上脱落、导致蛇形臂机器人行动失败 的问题。

为此，本实用新型提出一种蛇形臂机器人，所述蛇形臂机器人包括：蛇形臂和驱动所 述蛇形臂移动的驱动系统；

所述蛇形臂，包括多段依次首尾连接的蛇形臂单元，每段蛇形臂单元包括：多个依次 首尾连接的连杆单元；每个连杆单元包括：首尾连接的球头连杆和球窝连杆，而且各相邻 连杆单元之间的球头连杆和球窝连杆相互连接；

每段蛇形臂单元还包括：三条柔索，三条柔索相互平行并且呈三棱柱形布置，各柔索 依次穿过所述连杆单元的所有球窝连杆，并且各柔索固定连接在首端连杆单元的球窝连杆 上和尾端连杆单元的球窝连杆上；

各段蛇形臂单元的柔索独立设置；

所述驱动系统包括：多个驱动单元，各驱动单元对应连接并驱动一条所述柔索。

进一步地，每段蛇形臂单元还包括：连接在相邻球窝连杆之间的拉伸弹簧，所述拉伸 弹簧的拉伸方向与所述柔索的长度方向相同。

进一步地，所述蛇形臂机器人还包括：基座，所述基座与首端的球窝连杆固定连接， 所述基座上设有供柔索穿过的通孔，并且所述基座与所述驱动系统连接。

进一步地，所述驱动单元包括：电机、连接电机的丝杠、连接在丝杠上的转接板、固 定在所述转接板上的导轨滑块、以及供所述导轨滑块上下滑动的导轨，其中，所述导轨滑 块连接一个所述柔索，所述柔索平行所述导轨并且位于所述导轨之外。

进一步地，所述驱动单元还包括：连接在所述基座下方的电机底座，所述电机设置在 所述电机底座上。

进一步地，所述驱动单元还包括：位于所述电机底座与所述基座之间的丝杠底座，所 述丝杠安装在所述丝杠底座上，所述驱动单元还包括：支撑在所述丝杠底座与所述电机底 座之间的支撑块，所述驱动单元还包括：连接在所述电机与所述丝杠之间的联轴器，并且 所述联轴器位于所述丝杠底座与所述电机底座之间。

进一步地，所述基座为圆盘状，各所述柔索以所述基座的圆心为中心呈圆环状分布在 所述基座的周向。

进一步地，所述蛇形臂包括五段依次首尾连接的蛇形臂单元，每段蛇形臂单元包括： 四个依次首尾连接的连杆单元；蛇形臂机器人包括：15条相互平行的柔索。

进一步地，各所述电机以所述基座的圆心为中心呈圆环状分布在所述柔索的外侧。

进一步地，所述导轨滑块通过预紧弹簧和预紧螺母连接所述柔索。