[发明专利]一种仿生象鼻机械臂

说明书

本发明公开一种仿生象鼻机械臂，包括底座和末端法兰，底座与末端法兰之间基础运动组，若干个基础运动组之间通过万向联轴器相连，底座上的伺服电机通过万向联轴器与首个基础运动组的底部相连，置于末端的基础运动组的顶部通过万向联轴器与末端法兰连接；基础运动组包括单元连接板、线性运动单元和从动伸缩单元，单元连接板上开设有安装孔，从动伸缩单元安装在中心位置的安装孔内，若干个线性运动单元环绕从动伸缩单元均匀分布在边沿的安装孔内。本发明通过长度差来实现象鼻的弯曲功能，通过联动实现整体的长度变化，并增加模拟象鼻的拧转功能，实现了对象鼻功能结构的模拟，是一种具有操控精度高、操作空间大的仿生象鼻机械臂。

技术领域

本发明涉及机械臂，特别是涉及一种仿生象鼻机械臂。

背景技术

大象在运用象鼻抓取物体的过程中，其通过不同部位的肌肉的收缩来产生长度差，使得象鼻产生弯曲形变，象鼻通过括约肌的扩张和收缩使得象鼻的长度产生变化，其伸长率约在20％—30％，通过螺旋肌的收缩使象鼻发生扭转，因此许多公司根据象鼻的原理设计代替机械臂的仿生象鼻机械结构。目前现有的并联机器人工作空间相对于串联机器人而言较小，而串联机器人在因多节开环链条结构造成的精度损失较大，而应用仿生象鼻机械结构可以很好解决精度的损失问题。专利CN205734911U公开一种仿生象鼻机器人，其利用气囊瓣片和连接法兰组成象鼻结构，通过气缸对气囊瓣片充入不同压力的气压，利用气囊瓣片的相互挤压实现象鼻臂多个角度的自由弯曲、伸缩和侧摆。但该专利所公开的仿生象鼻存在极大的局限性，对于需要进行精确定位的工业操作，其充气的操作明显操控精度差，不能做到每一个节点实现同步的精度控制，在实际操作中易存在较大的定位和抓取误差。

发明内容

本发明提供一种仿生象鼻机械臂，通过长度差来实现象鼻的弯曲功能，通过联动实现整体的长度变化，并增加模拟象鼻的拧转功能，实现了对象鼻功能结构的模拟，是一种具有操控精度高、操作空间大的仿生象鼻机械臂。

本发明的技术方案为：

一种仿生象鼻机械臂，包括底座和末端法兰，所述底座与所述末端法兰之间设有若干个基础运动组，若干个所述基础运动组之间通过万向联轴器相连，所述底座上设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过万向联轴器与首个所述基础运动组的底部相连，置于末端的所述基础运动组的顶部通过万向联轴器与所述末端法兰连接；

所述基础运动组包括单元连接板、线性运动单元和从动伸缩单元，所述单元连接板上开设有若干个安装孔，所述从动伸缩单元套接安装在所述单元连接板中心位置的安装孔内，若干个所述线性运动单元环绕所述从动伸缩单元均匀分布在所述单元连接板边沿的安装孔内；

相邻的两个所述基础运动组之间的线性运动单元通过万向联轴器进行连接；相邻的两个所述基础运动组之间的从动伸缩单元通过万向联轴器进行连接。

本发明的每个相邻基础运动组之间的线性运动单元通过万向联轴器进行连接组成仿生肌肉链，每个相邻基础运动组之间的从动伸缩单元通过万向联轴器进行连接组成中央限位运动链，若干条仿生肌肉链环绕中央限位运动链在底座与末端法兰之间分布设置，仿生肌肉链和中央限位运动链底部的万向联轴器与底座上的伺服电机对应连接，由伺服电机进行驱动，同时由于每个基础运动组之间通过万向联轴器相连接，所以该仿生象鼻机械臂具备肌肉的可弯曲特性。本发明中的多个仿生肌肉链进行联动驱动实现整体的长度变化，在运动过程中，可通过改变不同仿生肌肉链的长度差，实现仿生象鼻机械臂的弯曲，同时底座中央的伺服电机可通过中央限位运动链使顶部的末端法兰进行旋转来实现仿生象鼻机械臂的拧转功能，本发明实现了对象鼻功能结构的模拟，极具灵活性。