[发明专利]一种连续型柔性臂关节组以及组合型柔性臂关节组

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种连续型柔性臂关节组。

背景技术

目前超冗余自由度机械臂执行机构大多采用分立式的电机和驱动器，电机放在转动子关节处或者内置在子关节中直接驱动转动子关节转动，驱动器固定在控制柜中，二者用电缆线进行连接，导致该机械臂的电气线路繁琐，检修复杂而且未知安全隐患较多，而且这种方式需要体积小、重量轻的微小型电机，限制了机械臂的功率、也使制造成本增加，另外也增加了机械臂的惯性和质量，其承载能力受到一定的限制，对高速运动和快速响应极为不利，同时，电机驱动的子关节一般都是单自由度转动子关节，实现多自由度子关节的驱动很困难，通常会使机器人的结构变得复杂。采用远程线驱动方式是解决上述问题的一个有效途径，减轻了机械臂的质量，提高响应速度，把电机和控制电路远离末端执行器，使它们不易受到恶劣环境的影响，易于拆卸、维护和组装。现在国内外所研制使用的线驱动柔性机械臂，都采用一个电机组驱动一个子关节，当柔性臂的子关节数增加时，电机组的数量也要随之增加，这增加了设备成本，使得机械臂的长度增加受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种柔性臂关节组，其具有更好的灵活性、避障能力高；可适应狭小恶劣的工作环境；成本低、便于实现，拆卸、安装和维修方便；提高了电机组的利用率。

本发明还提供一种组合型柔性臂关节组，其具有更好的适应性以及实用性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案在于，提供一种连续型柔性臂关节组，包括若干子关节、至少3个驱动绳，相邻的两个所述子关节之间转动连接，所述关节组其中一端活动设置，以形成所述关节组的活动端，至少3个所述驱动绳沿所述关节组周向排布，且至少3个所述驱动绳贯穿整个所述关节组以使所述关节组展成柔性臂，所述驱动绳一端与所述活动端固定连接，所述驱动绳另一端可受外力拉拽，以驱动所述活动端相对于所述关节组的相对固定端运动。

作为上述技术方案的进一步改进，相邻的2个所述子关节之间设置有十字轴模块，相邻的2个所述子关节分别与所述十字轴模块铰接连接。

作为上述技术方案的进一步改进，相邻的2个所述子关节之间还设置有弹簧，所述弹簧以压缩状态穿过所述十字轴模块设置，且所述第一弹簧两端分别与相邻的2个所述子关节固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述子关节的数量为3至7个。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动绳的数量为3个，相邻的2个所述驱动绳之间的夹角为120度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动绳的数量为4个，相邻的2个所述驱动绳之间的夹角为90度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述子关节两端、沿其周向固设有环形凸板，所述环形凸板上分布有供所述驱动绳穿过的过孔，且多个所述环形凸板上相对应位置处的所述过孔的圆心处于同一直线上。

本发明还公开了一种组合型柔性臂关节组，其包括上述的连续型柔性臂关节组，相邻的两个所述连续型柔性臂关节组中，其中一个的所述活动端与其中另一个的相对固定端转动连接，以使多个所述连续型柔性臂关节组之间可相对运动。

本发明的有益效果：

本发明的连续型柔性臂关节组具有刚性子关节操作的能力，具备俯仰和偏航两个方向上的自由度运动轨迹规划的功能，拥有更高的灵活性和更强避障能力，适合于非结构环境；本发明的连续型柔性臂关节组减轻了机械臂的质量，提高响应速度，把电机和控制电路远离末端执行器，使得机械臂工作时不易受到外界环境的感染而受到损坏，可适用于环境恶劣的工作场所；绳索驱动成本较低、容易实现、易于拆卸、维护和组装；用关节组代替传统的单个子关节作为执行单元，提高了电机组的利用率。

本发明还公开了一种组合型柔性臂关节组，可以根据实际情况增加上述连续型柔性臂关节组的数量，具有更强的适应性以及实用性。

附图说明

图1是本发明的连续型柔性臂关节组的整体结构示意图；

图2是本发明的连续型柔性臂关节组的爆炸结构示意图。

具体实施方式