[发明专利]一种柔性臂联动关节段

说明书

本发明涉及机器人领域，公开了一种柔性臂联动关节段，包括短联动绳、长联动绳以及依次串联的第一端部关节、第一中心关节、第二中心关节、第三中心关节与第四中心关节，且从第一端部关节至第四中心关节，相邻关节之间依次设有第一端部连接件、第一中心连接件、第二中心连接件与第三中心连接件。本发明相对于现有技术可以减少电机的使用数量与机械臂的质量，从而可以提高响应速度；需要采用联动关节的方案，将关节段内的关节通过联动机构联结一起，实现等曲率等方向的关节运动；机械臂的刚性强，负载能力高，末端精度高。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及组成柔性臂的关节段或者关节组。

背景技术

区别于传统的关节串联型机械臂，柔性机械臂具有灵活度高，避障能力强等优点，在受限空间或危险环境下的运动和操作能力强，在航空航天制造、大型装备检测维护等领域具有重要的应用价值。

现有技术中，柔性机械臂的每个关节连接处均为独立驱动，虽可以提高整臂的冗余度，但相应的也会增加驱动电机的数目，既会提高机械臂的控制难度，同时还会增加整臂的重量和成本。

为解决驱动电机数目较多这一问题，现有的方案是在关节之间增加弹簧等弹性元件，把一段臂做为一个控制单元进行控制，或者直接用镍钛合金或弹性材料等柔性结构体作为臂基体进行控制，实现类圆弧变形运动，但此种机械臂实际运动过程中的形状与圆弧形状之间存在偏差，末端精度不高，同时负载能力不强，难以满足人们的需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种柔性臂联动关节段。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种柔性臂联动关节段，包括短联动绳、长联动绳以及依次串联的第一端部关节、第一中心关节、第二中心关节、第三中心关节与第四中心关节，且从第一端部关节至第四中心关节，相邻关节之间依次设有第一端部连接件、第一中心连接件、第二中心连接件与第三中心连接件，其中

第一端部关节与第一端部连接件固接；沿第一方向，第一中心关节的两端分别与第一端部连接件、第一中心连接件转动连接；第三中心关节的两端分别与第二中心连接件、第三中心连接件转动连接；第二中心关节的两端与第一中心连接件、第二中心连接件之间，以及第四中心关节与第三中心连接件之间相对固定；

第一端部连接件与第一中心连接件之间，通过短联动绳连接，以使第一端部关节、第一中心关节与第二中心关节之间可发生沿第一方向的同向且同角度的转动，第二中心连接件与第三中心连接件之间通过短联动绳连接，以使第二中心关节、第三中心关节与第四中心关节之间可发生沿第一方向的同向且同角度的转动，第一端部连接件与第三中心连接件之间通过长联动绳连接，以使从第一端部关节至第四中心关节，相邻关节之间可发生沿第一方向的同向且同角度的转动。

作为上述方案的进一步改进方式，第一端部连接件与第一中心连接件上沿第一方向各设有线槽，连接第一端部连接件与第一中心连接件的短联动绳至少为两根且相互对称设置，短联动绳的两端分别与第一端部连接件、第一中心连接件固定连接，其绕过第一端部连接件上的线槽后再反向绕过第一中心连接件上的线槽，以使第一端部连接件与第一中心连接件的转动方向相反。

作为上述方案的进一步改进方式，第二中心连接件与第三中心连接件上沿第一方向各设有线槽，连接第二中心连接件与第三中心连接件的短联动绳至少为两根且相互对称设置，短联动绳的两端分别与第二中心连接件、第三中心连接件固定连接，其绕过第二中心连接件上的线槽后再反向绕过第三中心连接件上的线槽，以使第二中心连接件与第三中心连接件的转动方向相反。

作为上述方案的进一步改进方式，第一端部连接件与第三中心连接件上沿第一方向各设有线槽，连接第一端部关节与第三中心连接件的长联动绳至少为两根且相互对称设置，长联动绳的两端分别与第一端部关节、第三中心连接件固定连接，其绕过第一端部连接件上的线槽后再反向绕过第三中心连接件上的线槽，以使第一端部连接件与第三中心连接件的转动方向相反。