[发明专利]具有制动功能嵌套式约束环柔性臂

权利要求书

1.具有制动功能嵌套式约束环柔性臂其特征在于主要包括螺钉、驱动器上端盖、上堵头、橡胶管、约束环、下堵头、气动接头、复合端盖、制动气囊、制动气囊下端盖、制动杆、限位片、螺母、螺栓、弧形摩擦片、上限位面、导向杆；所述下堵头、橡胶管和上堵头同轴安装形成人工肌肉，下堵头设有螺纹孔，人工肌肉外部设有开有异形腔的约束环，6个人工肌肉两两一组径向成120°安装于约束环的三个异形腔内，驱动器两端由上端盖和复合端盖约束，所述复合端盖为驱动器的下端盖与制动器上端盖通过连接杆固定一体而成，驱动器上端盖下表面设有通孔，通过气动接头与人工肌肉下堵头连接，用于压力流体的输入；所述约束环上表面设有两个弧形凸台，两个z形凸台，两个弧形槽，相邻两约束环相位差为60度，三个约束环为一组，约束环下表面设有六个相同的弧形凸台和两个弧形槽，相邻两约束环的凸台和凹槽相互嵌套，z形凸台嵌套在相邻约束环的弧形槽内，保证柔性臂工作过程中约束环间隙均匀且不脱开，嵌套结构保证柔性臂的抗扭功能；所述导向杆并联且径向成120°均匀分布在三组人工肌肉之间，起导向作用；所述复合端盖与制动器下端盖均为柱状壳结构，复合端盖和下端盖之间设有限位片、弧形摩擦片、制动气囊；所述弧形摩擦片沿制动杆外壁安装在制动气囊内壁，弧形摩擦片采用三组，每组包括4个弧形摩擦片；所述限位片为阶梯状，安装于相邻两摩擦片中间，与制动器上、下端盖配合限制摩擦片轴向移动与径向转动，限位片数量与摩擦片相同，采用三组，每组4个；所述制动气囊内部结构为环形，中间径向均匀开有三个通孔，用于安装制动杆，制动气囊一侧开有通孔，用于输入压力流体；所述制动杆与导向杆固定连接，制动杆设有下限位面，下限位面与制动杆固定连接，上、下限位面用于驱动器轴向限位，防止约束环嵌套结构失效，三个制动杆分别穿入制动气囊上的三个通孔，制动气囊通入压力流体后膨胀，轴向和径向外侧受到端盖限制，气囊只能向内侧膨胀，从而推动安装在制动气囊内侧的弧形摩擦片径向收缩，随着压力的增加弧形摩擦片与制动杆接触，从而产生作用力而达到制动目的，制动气囊输入压力越大，则制动力越大；所述复合端盖与制动器下端盖固定连接，连接方式可为螺纹连接；

2.根据权利要求书1所述具有制动功能嵌套式约束环柔性臂，其特征在于，所述人工肌肉数目可采用3个、6个、9个、12个，均匀分布安装在上、下端盖之间。

3.根据权利要求书1所述具有制动功能嵌套式约束环柔性臂，其特征在于，所述约束环设有异形气腔，气腔形状可为扇形、椭圆形、弧形、三角形的一种或多种。

4.根据权利要求书1所述具有制动功能嵌套式约束环柔性臂，其特征在于，所述导向杆的数量可为3个、6个，材料为弾性较好的材料，可为弹簧钢。

5.根据权利要求书1所述具有制动功能嵌套式约束环柔性臂，其特征在于，弧形摩擦片可采用3组、4组、5组，每组数量可采用3个、4个、5个。

6.根据权利要求书1所述具有制动功能嵌套式约束环柔性臂，其特征在于，限位片可采用3组、4组、5组，每组数量可采用3个、4个、5个。

7.根据权利要求书1所述的具有制动功能嵌套式约束环柔性臂，其特征在于，所述人工肌肉通过气管接头输入压力流体，当三组气动人工肌肉通入相同压力的流体时，具有制动功能嵌套式约束环柔性臂沿轴向伸长；当三组人工肌肉通入不同压力的流体时，具有制动功能嵌套式约束环柔性臂在轴向伸长的同时实现向输入压力较小的气动人工肌肉方向弯曲，可通过调节流体压力实现弯曲角度、弯曲方向以及轴向伸长的控制，实现三维空间任意方向的可控弯曲和伸长；所述约束环的嵌套结构实现柔性臂的抗扭转功能；所述制动结构能够实现柔性臂的任意位姿保持。