[发明专利]一种形状记忆合金的多级并联机构

说明书

本发明公开了一种形状记忆合金的多级并联机构，包括：依次连接的多级平台，其中，第一级平台为静平台，剩余的平台为动平台；动平台上设置有电路板；设置在每相邻两级平台之间的多个支座、多个球铰、多个刚性杆、形状记忆合金部件，支座设置在每相邻的两级平台中的上级平台上；球铰与对应的支座连接；刚性杆的一端连接对应的球铰，另一端连接至下级平台；形状记忆合金部件的一端连接上级平台，另一端连接下级平台，形状记忆合金部件与对应的电路板连接；形状记忆合金部件在对应的电路板的控制下通电，以驱动对应的下级平台运动。本发明能够实现复杂、精细的位姿，控制简单，重量轻，可以应用在多种工作场景。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种形状记忆合金的多级并联机构。

背景技术

并联机构也叫做并联机器人，是指动平台和静平台通过至少两个独立的运动链相连接，具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。与传统串联机构相比，并联机构具有高精度、高承载能力、高刚度、机构简单而且紧凑的优点，同时还有易于高速运动的特点，但是随着时代发展，传统的液压缸或者电动缸驱动的方式已经不能满足包括医疗机器人、加工机床、空间站对接机构、军用机器人等领域对并联机构提出的新需求。形状记忆合金作为一种新型材料，具有优良的理化性能和相容性，以它作为驱动结构往往具有结构简单、控制精确，定位精度高等优点。

形状记忆合金是目前形状记忆材料中记忆性能最好的材料，它可以根据温度的不同控制自身的形变，且控制精度可以达到毫米级别。因此使用形状记忆合金进行驱动具有变形量大、变位迅速、方向自由以及控制简单等优点。形状记忆合金质地较轻，因此用形状记忆合金进行驱动的机构通常特别适合于高精度的小负载高速机器人，如反应堆驱动装置、人工心脏、探测器等。使用形状记忆合金作为驱动的多层并联机构，对我国精密机械以及复杂并联机构的进一步研发具有重要先导意义。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种形状记忆合金的多级并联机构，与传统并联机构相比，该多级并联机构能够实现更加复杂、更加精细的位姿。当该多级并联机构应用在柔性臂中，柔性臂通常具有良好的柔顺性。与此同时，形状记忆合金在各个刚性平台之间规则连接，使得多层并联机构的控制更加简单。可以更加方便地展开后续研究与数据采集，从而进一步发展柔性臂技术。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种形状记忆合金的多级并联机构，包括：

依次连接的多级平台，其中，所述多级平台中的第一级平台为静平台，剩余的平台为动平台；所述动平台上设置有电路板；

设置在每相邻两级平台之间的多个支座、多个球铰、多个刚性杆、形状记忆合金部件，其中：

所述多个支座分别设置在每相邻的两级平台中的上级平台上；

所述多个球铰分别与对应的所述支座连接；

所述刚性杆的一端连接对应的所述球铰，另一端连接至下级平台；

形状记忆合金部件的一端连接所述上级平台，另一端连接所述下级平台，所述形状记忆合金部件与对应的所述动平台上的所述电路板连接；

所述形状记忆合金部件被配置为在对应的所述电路板的控制下通电，以驱动对应的所述下级平台运动。

在一些实施方式中，可选地，所述多个刚性杆呈对称布置。

在一些实施方式中，可选地，所述多个支座的数量为4个，分别布置在所述上级平台的四个对角；所述多个刚性杆的数量为4个，分别通过对应的所述球铰与对应的所述支座连接。

在一些实施方式中，可选地，所述相邻两级之间的所述形状记忆合金部件的数量为多个。

在一些实施方式中，可选地，所述相邻两级之间设置有多组所述形状记忆合金部件，且每一组所述形状记忆合金部件的数量为多个。