[发明专利]一种拉弯型连续体机器人单元及机器人

说明书

一种拉弯型连续体机器人单元及机器人，包括带有C型臂的下基座，竖直柔性片段和带有C型臂的上基座；带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座相对设置，竖直柔性片段位于带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座之间，且连接带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座，带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座互相不接触。本发明单个单元可以承受很大的压载荷获得变刚度功能，这就意味着整体连续体机器人可以承载较大负载。

技术领域

本发明属于连续体机器人领域，特别涉及一种拉弯型连续体机器人单元及机器人。

背景技术

连续体机器人具有小直径和多自由度的特点,能够适应多障碍物的复杂结构环境和狭小受限的工作环境,在诸多领域和场合得到了广泛的应用。现阶段大部分连续体机器人单元可以分为两类：一类是刚性单元，通过齿轮或者球形铰链连接传递运动。刚性单元结构虽然可以保证很高的刚度，但是不具备自适应性，运动空间不连续，结构相对复杂，难以加工。另一类是柔性单元，通过柔性片段的变形传递运动，具备良好的自适应性，易于加工。但是目前大多数柔性单元受到压载荷容易发生屈曲失效，末端执行器的负载能力小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉弯型连续体机器人单元及机器人，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种拉弯型连续体机器人单元，包括带有C型臂的下基座，竖直柔性片段和带有C型臂的上基座；带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座相对设置，竖直柔性片段位于带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座之间，且连接带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座，带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座不接触。

进一步的，带有C型臂的下基座包括下基座和C型臂组；C型臂组的一端固定设置在下基座的上表面；带有C型臂的上基座包括上基座和C型臂组；C型臂组的一端固定设置在上基座的下表面，两个C型臂的另一端通过竖直柔性片段固定连接。

进一步的，两个C型臂组的内凹侧相对设置；C型臂组包括若干个C型臂，若干个C型臂并排设置形成C型臂组。

进一步的，上基座和下基座上均沿边缘周向设置有一圈穿线孔。

进一步的，竖直柔性片段为等截面或变截面的板状弹性体。

进一步的，一种拉弯型连续体机器人，还包括绳索；若干拉弯型连续体机器人单元依次固定连接，若干根绳索依次穿过穿线孔，形成拉弯型连续体机器人。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明当拉动绳子对单元末端施加压力时，上、下基座之间受压而竖直柔性片段受拉，竖直柔性片段在力和力矩的作用下发生弯曲变形，从而带动带C型臂的上基座运动，使得带C型臂的上基座相对于带C型臂的下基座产生相对运动。所有柔性片段在连续体机器人变形时都只会收到拉弯载荷，通过绳索的收放，可以实现连续体机器人的空间变形和变刚度。

本发明的结构精简，造价较低，不需要通过复杂的加工方式；

本发明单个单元可以承受很大的压载荷而不发生屈曲失效，可以实现变刚度，这就意味着整体连续体机器人可以抓取很重的物体；

本发明易于模块化，可集成度高。

本发明通过改变带C型臂的上、下基座和柔顺片段的尺寸适应不同刚度和狭小限制空间的要求。

附图说明

图1是本发明单元示意图

图2是本发明C型基座示意图

图3是本发明组装成连续体机器人示意图

图中，1、穿线孔；2、带C型臂的下基座；3、竖直柔性片段；4、带C型臂的上基座。

具体实施方式