[发明专利]一种可实现连续等曲率弯曲的联动关节组与机械臂

说明书

本发明涉及机器人领域，公开了一种可实现连续等曲率弯曲的联动关节组与机械臂，其中关节组包括使联动关节组在偏航方向上联动的第一联动组件，以及使联动关节组在俯仰方向上联动的第二联动组件，第一联动组件包括两根对称设置的第一联动绳，以及沿偏航方向设置在第一臂段的首端的第一导向盘、设置在第一连接件上的第一联动盘以及设置在第三连接件上的第三联动盘；第一联动绳的首端与第一联动盘固定连接，并依次绕过第一联动盘、第一导向盘与第三联动盘，第一联动绳的尾端与第三联动盘固定连接，第一联动绳的尾端与首端分别位于该第一联动盘、第三联动盘的中心连线的同一侧。本发明以实现整个关节组的连续弯曲，有助于提升机械臂的柔顺性。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是一种可实现连续等曲率弯曲的联动关节组，以及应用该联动关节组的柔性机械臂。

背景技术

当前，大量高效率、高精度的工业级机器人已经在电气、化工、机械等制造业领域取得较为广阔的应用，但是传统的工业机器人受限于其结构过大或刚性过高，无法适应于极端狭窄与极端危险的工作环境，如管道清洁等。

与传统机械臂相比，柔性机械臂由于其固有的超冗余度特性，可以实现多个连续部分的弯曲、伸缩、扭转，在受限空间中的运动和操作能力远高于传统的多关节刚性连接杆机器人。为了使柔性机械臂的弯曲精度更为可控，现有的柔性机械臂通常由多个关节组依次连接而成，关节组内的各个臂段之间通常联动绳联动，关节组之间也通过联动绳联动，然而在现有的联动绳连接方案中，关节组端部臂段的弯曲是不连续的，影响了整个机械臂弯曲的柔顺性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可实现连续等曲率弯曲的联动关节组，用于解决现有技术中关节组端部臂段的弯曲不连续的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可实现连续等曲率弯曲的联动关节组，

包括依次串联的第一臂段、第二臂段、第三臂段、第四臂段，且从第一臂段至第四臂段，相邻臂段之间依次转动连接有第一连接件、第二连接件与第三连接件，第四臂段的尾端转动连接有第四连接件；

还包括使联动关节组在偏航方向上联动的第一联动组件，以及使联动关节组在俯仰方向上联动的第二联动组件，第一联动组件包括两根对称设置的第一联动绳，以及沿偏航方向设置在第一臂段的首端的第一导向盘、设置在第一连接件上的第一联动盘以及设置在第三连接件上的第三联动盘；

所述第一联动绳的首端与所述第一联动盘的第一侧固定连接，绕过所述第一联动盘后从所述第一联动盘上相对所述第一侧的第二侧伸出，然后从所述第一导向盘的第三侧绕过所述第一导向盘，并从所述第一导向盘上相对所述第三侧的第四侧伸出，然后从所述第三联动盘的第五侧绕过所述第三联动盘，所述第一联动绳的尾端与所述第三联动盘上相对所述第五侧的第六侧固定连接，其中，所述第一侧、第三侧与第六侧位于同一侧，所述第二侧、第四侧与第五侧位于同一侧，以使所述第一联动绳的尾端与首端分别位于该第一联动盘、第三联动盘的中心连线的同一侧。

作为上述方案的进一步改进方式，第一联动组件还包括两根对称第二联动绳，其中一根第二联动绳分别绕过第二联动盘、第三联动盘，该第二联动绳的两端分别与第二联动盘、第三联动盘固定连接，且该第二联动绳的两端分别位于第二联动盘、第三联动盘的中心连线的不同侧。

作为上述方案的进一步改进方式，沿俯仰方向，第一连接件上也设有第一联动盘，第三连接件上也设有第三联动盘，第二连接件上设有第二联动盘，第四连接件上设有第四联动盘。

作为上述方案的进一步改进方式，第二联动组件包括两根对称设置的第三联动绳，第三联动绳分别绕过俯仰方向上的第一联动盘、第二联动盘，第三联动绳的两端分别与该第一联动盘、第二联动盘固定连接，且该第三联动绳的两端分别位于该第一联动盘、第二联动盘的中心连线的不同侧；