[发明专利]一种模块化的全柔性机械臂

说明书

本发明公开了一种模块化的全柔性机械臂。本发明包括两个运动模块和连接模块，运动模块主要由逆时针扭转弯曲执行器和顺时针扭转弯曲执行器通过各自的上底面对接组成，两个运动模块通过各自的顺时针扭转弯曲执行器的下底面对接组成；每个扭转弯曲执行器包括上底面、侧边曲面和下底面，侧边曲面密封包围连接在上底面和下底面周围之间，侧边曲面内部分为上部和下部，侧边曲面上部填充有填充物，侧边曲面下部为密封气室；硅胶管与气源连接后，对每个扭转弯曲执行器的气室同时抽真空，使得每个扭转弯曲执行器均朝同一个方向弯曲。本发明可以将多个扭转弯曲复合运动执行器组装成所需的机械臂，降低了柔性机械臂的设计难度，提高了机械臂的制作效率。

技术领域

本发明属于柔性设备领域，具体涉及一种模块化的全柔性机械臂。

背景技术

传统的机械臂采用金属材料制作，在工作时碰到人体会对人造成伤害，而已有的全柔性机械臂多为高压气体驱动，机械臂的气室会因气体压力过大而破裂。针对以上情况，有必要研究一种新型的模块化的全柔性机械臂来解决这些问题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种模块化的全柔性机械臂，用于软体机器人领域。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明包括多个运动模块和运动模块之间的连接模块，多个运动模块之间依次连接组建，运动模块主要由逆时针扭转弯曲执行器和顺时针扭转弯曲执行器通过各自上底面上的连接模块对接组成，逆时针扭转弯曲执行器与顺时针扭转弯曲执行器上底面均设置一连接模块，逆时针扭转弯曲执行器上底面的连接模块与顺时针扭转弯曲执行器上底面的连接模块相连接，每相邻两个运动模块通过各自的顺时针扭转弯曲执行器的下底面对接组成。

每个扭转弯曲复合运动执行器包括上底面、下底面和侧边曲面，上底面尺寸小于下底面尺寸，侧边曲面密封包围连接在上底面、下底面周围之间，侧边曲面主要由四个曲面包围组成，曲面的上下边分别连接上底面和下底面的四条侧边，相邻曲面之间通过非竖直倾斜的棱边相连，棱边厚度大于曲面厚度，从而防止棱边向内凹陷；侧边曲面内部分为上部和下部；侧边曲面上部填充有填充物且填充物形状与上部空间吻合，填充物包括上端面、下端面和连接上、下端面的四块侧面，侧面与侧面之间通过侧棱相连，填充物的上端面与上底面相贴合，填充物外侧围有曲面，所有侧面与曲面相贴合，填充物下端面为一倾斜面，填充物一侧厚度大于另一侧厚度；填充物下端面、下底面与侧边曲面围成的密封气室。

上底面中间设有一个孔，硅胶管插装连接于孔，硅胶管连接到外部气源，硅胶管与气源连接后，对气室抽真空，侧边曲面下部正向扭转使得扭转弯曲复合运动执行器降低高度，侧边曲面上部朝填充物厚度较小的一侧弯曲，侧边曲面上部由竖直状态成为弯曲状态；气源对气室充气后，侧边曲面下部反向扭转使得扭转弯曲复合运动执行器增加高度，侧边曲面上部从朝填充物厚度较小的一侧弯曲恢复原有竖直状态。

所述硅胶管连接气源且气源对气室抽真空后，顺时针扭转弯曲复合运动执行器的侧边曲面下部沿顺时针方向扭转，逆时针扭转弯曲复合运动执行器的侧边曲面下部沿逆时针方向扭转。

每个所述的连接模块内部有一通道，硅胶管一端经通道连接到扭转弯曲复合运动执行器上底面设有的孔，硅胶管另一端连接到气源。

每个所述的弯曲复合运动执行器填充物厚度小的一侧均在同一侧，每个扭转弯曲复合运动执行器同时抽真空后弯向同一个方向，增大弯曲角度。所述的扭转弯曲复合运动执行器均采用柔性材料制成。

本发明的有益效果是：

本发明采用模块化的组合方式，改变了执行器的组合方向，通过调节填充物厚度小的一侧的朝向不同或者调节相邻两个执行器的旋向可以实现其他运动模式。

本发明可以根据不同的工作需求，将多个扭转弯曲复合运动执行器组装成所需的机械臂，降低了柔性机械臂的设计难度，提高了机械臂的制作效率。