[发明专利]基于张拉整体结构的连续型机械臂装置

权利要求书

1.一种基于张拉整体结构的连续型机械臂装置，其特征在于，所述的基于张拉整体结构的连续型机械臂装置包括机械臂模块(1)、驱动模块(2)和旋转平台(3)；

所述的机械臂模块(1)由多个变截面的张拉整体单元串联构成，张拉整体单元包括节点连接结构(6)、杆结构(7)、弹性绳索(8)和滑移绳索(9)；所述的节点连接结构(6)包括两端与杆结构(7)铰接的连接头和一个连杆，两连接头间通过连杆连接为一体，节点连接结构(6)上开有弹性绳索预留孔和滑移绳索预留孔，实现张拉整体单元中杆结构(7)与弹性绳索(8)和滑移绳索(9)在节点处的连接，以及相邻两个张拉整体单元在节点处的连接；所述的杆结构(7)的端部设有杆接头，铰接在节点连接结构(6)的连接头处，通过杆接头正反安装在节点连接结构(6)上，使同层两杆结构(7)上下交错，避免干涉；所述的弹性绳索(8)连接在两节点连接结构(6)的弹性绳索预留孔上，实现张拉整体单元两节点之间的连接；所述的滑移绳索(9)通过节点连接结构(6)上的滑移绳索预留孔，实现滑移绳索(9)贯穿连接在整个张拉整体机械臂结构上，通过驱动滑移绳索(9)长度的变化实现机械臂模块(1)的变形；

所述的驱动模块(2)包括电机箱(12)、电机(13)、齿轮组(14)、光轴(15)、轴承座(16)、法兰联轴器(17)和收放线轮盘(18)；所述的电机箱(12)为两端开口的箱体结构，其内部相对布置、两两一组对称分布的4个电机(13)，每个电机(13)的电机轴带动齿轮组(14)的主动轮；所述的光轴(15)与齿轮组(14)的从动轮同轴安装，其两端通过轴承座(16)安装在电机箱(12)上，实现一组电机(13)带动一个光轴(15)轴向旋转；所述的法兰联轴器(17)的一端面安装在收放线轮盘(18)上，另一端面与光轴(15)同轴安装，实现光轴(15)带动两个收放线轮盘(18)旋转，滑移绳索(9)缠绕在收放线轮盘上，通过收放线轮盘(18)的不同转向实现滑移绳索(9)长度的改变；

所述的机械臂模块(1)和驱动模块(2)通过支撑端板(4)连接；支撑端板(4)上安装有4个支座(5)，机械臂模块(1)的根部首个张拉整体单元上的节点连接结构(6)通过支座(5)铰接安装在支撑端板(4)上；支撑端板(4)上有电机箱安装孔及绳索分布孔；滑移绳索(9)一端与收放线轮盘(18)联接，另一端穿过支撑端板(4)上的绳索分布孔和各张拉整体单元节点连接结构(6)上的滑移绳索预留孔，贯穿整个机械臂模块(1)，最后固定连接在机械臂模块(1)的端部张拉整体单元的节点连接结构(6)上；

所述的旋转平台(3)安装在可移动平台上，驱动模块(2)端面安装在与机械臂根部端面相连的支撑端板(4)上，另一端面安装在旋转平台(3)上；整个驱动模块(2)安装在旋转平台(3)上，使得机械臂增加了旋转自由度，增大了机械臂的运动操作空间，并且防止在旋转过程中滑移绳索(9)的错乱。

2.根据权利要求1所述的基于张拉整体结构的连续型机械臂装置，其特征在于，所述的节点连接结构(6)的材质为3D打印光敏树脂或质轻的合金材料。

3.根据权利要求1或2所述的基于张拉整体结构的连续型机械臂装置，其特征在于，所述的杆结构(7)的材质为碳素纤维杆或玻璃纤维杆。

4.根据权利要求1或2所述的基于张拉整体结构的连续型机械臂装置，其特征在于，所述的弹性绳索(8)的材质为弹簧或韧性较强的钢丝绳。

5.根据权利要求3所述的基于张拉整体结构的连续型机械臂装置，其特征在于，所述的弹性绳索(8)的材质为弹簧或韧性较强的钢丝绳。

6.根据权利要求1、2或5所述的基于张拉整体结构的连续型机械臂装置，其特征在于，所述的滑移绳索(9)的材质为聚乙烯尼龙绳。

7.根据权利要求3所述的基于张拉整体结构的连续型机械臂装置，其特征在于，所述的滑移绳索(9)的材质为聚乙烯尼龙绳。

8.根据权利要求4所述的基于张拉整体结构的连续型机械臂装置，其特征在于，所述的滑移绳索(9)的材质为聚乙烯尼龙绳。