[发明专利]一种可变杆长的等曲率柔性机械臂

权利要求书

1.一种可变杆长的等曲率柔性机械臂，包括多个单元臂段(1)，相邻单元臂段(1)通过联动绳(2)连接并等曲率运动；其特征在于：每个单元臂段(1)包括第一臂杆段(11)及第二臂杆段(12)，所述第一臂杆段(11)与第二臂杆段(12)通过球销副连接为一体；而相邻单元臂段(1)，则其中一个单元臂段(1)中的第二臂杆段(12)与另一个单元臂段(1)中的第一臂杆(11)段通过滑移副连接为一体；

其中，所述滑移副包括在第一臂杆段(11)的自由端上设置的可容纳第二臂杆段(12)自由端的槽体，相邻单元臂段(1)，其中一个单元臂段(1)的第二臂杆段(12)的自由端可移动地插入另一个单元臂段(1)的第一臂杆段(11)自由端上的槽体内以形成滑移副；

在第二臂杆(12)段伸入到第一臂杆段(11)的槽体中的部分上设置有可转动的圆盘(13)，在圆盘(13)上套设有杆长调节牵引绳(14)，排在首位的单元臂段(1)的杆长调节牵引绳(14)由其第二臂杆段(12)内部穿过后再由其第一臂杆段(11)内部穿出，而在后的每一个单元臂段(1)的杆长调节牵引绳(14)的一端部均由其本身第二臂杆段(12)及第一臂杆段(11)内部穿过后伸入到前一单元臂段(1)的第二臂杆段(12)中，并与前一单元臂段(1)中的圆盘(13)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可变杆长的等曲率柔性机械臂，其特征在于：在其中一个单元臂段(1)中的第二臂杆段(12)与另一个单元臂段(1)中的第一臂杆段(11)之间还设置有带动滑移副复位的弹性复位件(3)。

3.根据权利要求1或2所述的一种可变杆长的等曲率柔性机械臂，其特征在于：在相邻单元臂段(1)之间还设置有限制滑移副运动距离以及确保各单元臂段等曲率运动的连杆组件。

4.根据权利要求3所述的一种可变杆长的等曲率柔性机械臂，其特征在于：所述连杆组件包括在第二臂杆段(12)上按环形阵列间隔设置的四根导杆(5)，在导杆(5)上设置有可相对导杆(5)滑动的滑块(51)，在滑块(51)上铰接有连杆(52)，后一个单元臂段(1)上的其中两根对称设置的连杆(52)的自由端铰接在前一单元臂(1)段的第二臂杆段(12)上，而另外两根对称设置的连杆(52)的自由端铰接在后一单元臂段(1)的第一臂杆段(11)上，使相邻两个单元臂段(1)之间的多根连杆形成X形。

5.根据权利要求4所述的一种可变杆长的等曲率柔性机械臂，其特征在于：相邻单元臂段(1)之间通过多根联动绳(2)连接，联动绳(2)一端连接在前一单元臂段(1)的第一臂杆段(11)上，另一端则依次穿过前一单元臂段(1)上的导杆(5)上的长条孔(53)、前一单元臂段(1)的第二臂杆段(12)上的条形孔(121)、后一单元臂段(1)的第一臂杆段(11)上的端部开口槽(111)、后一单元臂段(1)上的导杆(5)上的长条孔(53)后连接至后一单元臂段(1)的第二臂杆段(12)上，且联动绳(2)在穿过导杆(5)上的长条孔(53)时与对应导杆(5)上的滑块(51)的弧形面(511)相切。

6.根据权利要求4所述的一种可变杆长的等曲率柔性机械臂，其特征在于：所述球销副包括设置在第一臂杆段(11)上的球头(112)，以及设置在第二臂杆段(12)上的球形槽(122)，所述球头(112)伸入到球形槽(122)内，在球形槽(122)的侧壁上开设有两个对称设置的腰型孔(123)，其中两根导杆(5)穿过腰型孔(123)后连接至球头(112)上，而另外两根导杆(5)则连接在球形槽(122)的侧壁上；相邻单元臂段(1)的球形槽(122)上的两个腰型孔123的连线相互垂直。

7.根据权利要求2所述的一种可变杆长的等曲率柔性机械臂，其特征在于：所述弹性复位件(3)为弹簧，弹簧的一端连接在前一单元臂段(1)的第二臂杆段(12)上，另一端则连接在后一单元臂段(1)的第一臂杆段(11)上。