[实用新型]柔性仿生机械臂有效
申请号: | 201821626504.4 | 申请日: | 2018-10-08 |
公开(公告)号: | CN209158379U | 公开(公告)日: | 2019-07-26 |
发明(设计)人: | 牛星宇;付航;乔红 | 申请(专利权)人: | 中国科学院自动化研究所 |
主分类号: | B25J9/00 | 分类号: | B25J9/00;B25J9/14 |
代理公司: | 北京瀚仁知识产权代理事务所(普通合伙) 11482 | 代理人: | 宋宝库;陈晓鹏 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 气动肌腱 后臂 仿生机械臂 前臂组件 机械臂 手部 肩部 伸展 前臂 本实用新型 驱动 肌肉收缩 模拟人体 球铰连接 驱动机构 人体运动 手部运动 枢转连接 运动过程 柔顺性 体积小 减小 收缩 肌肉 模仿 | ||
1.一种柔性仿生机械臂,其特征在于,所述机械臂包括肩部、后臂、前臂组件和手部,所述后臂与所述肩部通过球铰连接,所述前臂组件与所述后臂和所述手部分别枢转连接,所述机械臂还包括:
气动肌腱单元,所述气动肌腱单元包括分别用于驱动所述后臂、所述前臂组件和所述手部运动的第一组气动肌腱、第二组气动肌腱和第三组气动肌腱。
2.根据权利要求1所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,
所述第一组气动肌腱包括围设于所述球铰且两端分别与所述肩部和所述后臂连接的七个气动肌腱,
所述第二组气动肌腱包括两端分别与所述肩部和所述前臂组件连接的一个气动肌腱以及两端分别与所述后臂和所述前臂组件连接的一个气动肌腱,
所述第三组气动肌腱包括两端分别与所述后臂和所述手部连接的两个气动肌腱。
3.根据权利要求2所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,所述前臂组件包括并列设置的第一前臂和第二前臂,所述第一前臂的上端与所述后臂的下端枢转连接,所述第二前臂与所述第一前臂的对应端部之间分别枢转连接以便所述第二前臂能够相对所述第一前臂在设定的角度范围内转动,
所述第二前臂的下端与所述手部枢转连接,所述第二组气动肌腱还包括两端分别与所述第一前臂和所述第二前臂连接的两个气动肌腱。
4.根据权利要求3所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,所述第二前臂的上端靠近所述第一前臂的内侧和所述第一前臂的上端通过球铰连接,
所述第二前臂的下端延伸有连接端,所述连接端的上侧和所述第一前臂的下端通过球铰连接。
5.根据权利要求4所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,所述第二前臂的下端设置有两个相对的连接构件,所述连接构件之间设置有枢转轴,所述手部与所述枢转轴连接,所述连接端形成于靠近所述第一前臂的连接构件的外侧。
6.根据权利要求5所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,所述气动肌腱的端部通过枢转组件枢转连接于对应的构件,所述枢转组件包括固定于所述对应的构件上的固定件、固定于所述固定件的连接轴以及与所述转轴和所述气动肌腱分别连接的轴承;或者
所述气动肌腱的端部通过柔性组件连接于对应的构件,所述柔性组件包括与所述气动肌腱的端部螺纹连接的连接件、分别与所述连接件和对应的构件连接的柔性绳以及穿设于所述柔性绳上的线卡。
7.根据权利要求6所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,所述柔性绳为迪尼玛绳。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,所述后臂、所述第一前臂和所述第二前臂中的一个或者几个包括多个臂段,多个臂段之间固定连接;并且/或者
所述肩部、所述后臂、所述第一前臂、所述第二前臂和所述手部中的一个或者多个为树脂材质。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,
所述机械臂配置有控制器,所述控制器用于控制所述第一组气动肌腱、所述第二组气动肌腱和所述第三组气动肌腱的伸缩运动。
10.根据权利要求9所述的柔性仿生机械臂,其特征在于,所述后臂在靠近所述肩部的位置形成有安装位,所述安装位内设置有陀螺仪,所述陀螺仪用于检测所述后臂的转动角度,所述第一组气动肌腱配置有力传感器,所述力传感器用于检测所述第一组气动肌腱的拉力,所述控制器用于根据所述后臂的角度和所述拉力控制第一组气动肌腱的伸缩运动;并且/或者
所述后臂与所述前臂组件的枢转轴处以及所述前臂组件与所述手部的枢转轴处均设置有角度传感器,两个所述角度传感器分别用于检测所述前臂组件和所述手部的转动角度,所述控制器用于根据所述前臂组件的角度和所述手部的角度控制所述第二组气动肌腱和所述第三组气动肌腱的伸缩运动。
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