本發明專利技術涉及一種液壓(氣動)控制的可做彎曲、扭曲、伸長運動的機械機構，實現單個機器人關節的三維彎曲、扭曲、伸長、收縮，利用該機械結構進行串并聯，制作出模仿蛇身體或是章魚的觸手的機器人，實現可以精確控制的彎曲、扭曲、蛇行等動作，即模仿蛇類或是(章魚的觸手)的大部分動作，而這種動作在某些場合是唯一可行的需求方案。本發明專利技術采用的技術方案是：采用氣動或液壓作用下可以伸長和收縮的元器件，當多個彈簧元件以一定方式排列，彈簧元件兩端分別固定在兩個安裝板上，當多個彈簧元件分別施加不同的氣壓或液壓，兩個安裝板即出現相對彎曲。
【技術實現步驟摘要】
【專利說明】
:本專利技術涉及一種液壓(氣動)控制的可做彎曲、扭曲、伸長運動的機械機構，可用作數控軟體機器人關節機構，本機構單獨使用，或者多節串聯，多組并聯體組合使用，可實現各種復雜的動作。
技術介紹
:現代各種類型機器人，已經在眾多的領域得到廣泛的應用，機器人以靈活的類似人類的關節手臂模仿人類動作已經非常完美，還會做出一些人類無法做出的動作，如手臂旋轉。工業機器人在結構上大都是多關節、全電機驅動、多CPU 二級控制的機器人，即多關節機器人?，F代機器人的機械本體機構基本上分為兩大類，一類是操作本體機構，它類似人的手臂和手腕，為回轉運動機構，采用轉動關節軸承，傳動機構一般采用諧波傳動機構和行星齒輪機構，手臂剛度高、導向性好、重量輕、運動平穩、定位精度高。另一類為移動型本體結構，為直線運動機構，采用移動關節導軌(普通滑動導軌、液壓動壓移動導軌、液壓靜壓移動導軌、氣浮導軌、滾動導軌)實現移動功能。高精度、高速度的機器人驅動系統中(關節驅動電動機)廣泛采用交流伺服電動機、直流伺服電動機、直接驅動電動機，均采用位置閉環控制。伴隨著機器人技術、仿生技術、控制技術以及制造技術的進步，對機器人工作的靈活性、和適應性提出了更嚴格的要求。目前已知的機械結構很難做到具有類似于蛇身體或是章魚的觸手的可任意彎曲的機械結構，可以執行精確控制的彎曲、扭曲、蛇行等動作，即模仿蛇類或是章魚的觸手的大部分動作。而這種動作在某些場合是唯一可行的需求。在多數場合下，這種機器人能夠很好地代替多關節機器人，動作會更加簡單和流暢；相對而言多關節機器人的動作將顯得滑稽可笑。
技術實現思路
:為了實現任意彎曲的，可以精確控制的彎曲、扭曲、蛇行等動作，即模仿蛇類或是章魚的觸手的大部分動作，本專利技術提供一種機械結構，可以實現單個機器人關節的三維彎曲、扭曲、伸長、收縮。利用該機械結構進行串并聯，可以制作出模仿蛇身體或是章魚的觸手的機器人，實現可以精確控制的彎曲、扭曲、蛇行等動作，即模仿蛇類或是(章魚的觸手)的大部分動作，而這種動作在某些場合是唯一可行的需求方案。在更多的場合下，這種機器人能夠很好地代替多關節機器人，動作會更加簡單和流暢。該種機器人幾乎可用于所有已知領域，巨型的蛇行機器人，由于浮力抵消力重力，更可開創人類海洋活動的新紀元。技術方案:本專利技術所采用的技術方案是:采用氣動或液壓作用下可以伸長和收縮的元器件，可以是波紋管(金屬或非金屬的)，也可以是空氣彈簧或液壓彈簧。當多個彈簧元件以一定方式排列，彈簧元件兩端分別固定在兩個安裝板上，當多個彈簧元件分別施加不同的氣壓或液壓，兩個安裝板即出現相對彎曲。本專利技術申請書所提供的技術方案僅以金屬波紋管為例，下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明:【附圖說明】:圖1具有兩個波紋管的雙體結構圖2雙體結構分別施加不同的氣壓或液壓，兩個安裝板出現相對彎曲、伸長。圖3具有三個波紋管的三體結構圖4三體結構分別施加不同的氣壓或液壓，兩個安裝板出現三維彎曲、伸長。圖5具有四個波紋管的多體結構圖6多體結構分別施加不同的氣壓或液壓，兩個安裝板出現三維彎曲、扭曲、伸長。圖7由6個三體結構和二自由度機械手組成的蛇形機器人示例圖8，圖9，圖10蛇形機器人不同動作形狀圖11多個蛇形機器人集中排列，完成復雜工作圖12彈簧關節與連桿組成手臂關節機器人圖13組合手臂關節機器人圖1圖2中，I上安裝板，2.波紋管b，3.單元隔板，4波紋管a，5下安裝板，圖1-圖6中a，b，c，d分別為波紋管a，波紋管b，波紋管C，波紋管d，【具體實施方式】:在圖1中，波紋管b (2)、波紋管a(4)是兩個相同的波紋管，焊接在上安裝板(I)和下安裝板(5)之間，在上安裝板(I)和下安裝板(5)之間固定有多組單元隔板(3)，單元隔板(3)單元隔板有椎孔形成的敷設控制管線通道，(3)固定在波紋管的波峰上。在圖2中分別為波紋管a，b分別施加不同的氣壓或液壓，上安裝板(I)和下安裝板(5)出現相對彎曲、伸長。在圖3中，波紋管a，波紋管b，波紋管c是三個相同的波紋管，焊接在上安裝板(I)和下安裝板(5)之間，在上安裝板(I)和下安裝板(5)之間固定有多組單元隔板(3)，單元隔板(3)固定在波紋管的波峰上。在圖4中分別為波紋管a，b，c分別施加不同的氣壓或液壓，上安裝板⑴和下安裝板(5)出現三維彎曲、伸長。在圖5中，波紋管a，波紋管b，波紋管C，波紋管，d是四個相同的波紋管，焊接在上安裝板(I)和下安裝板(5)之間，在上安裝板(I)和下安裝板(5)之間固定有多組單元隔板(3)，單元隔板(3)固定在波紋管的波峰上。在圖6中分別為波紋管a，b，c，d分別施加不同的氣壓或液壓，上安裝板(I)和下安裝板(5)出現三維彎曲、扭曲、伸長。圖7是由6組三體結構串聯成主體，頂端加裝二自由度機械手組成的蛇形機器人方案圖，控制氣動或液壓壓力，可以使機器人主體伸長?！局鳈囗棥?.一種液壓(氣動)控制的可做彎曲、伸長運動的機械機構，可用作數控軟體機器人關節機構，可以實現單個機器人關節的三維彎曲、扭曲、伸長、收縮，利用該機械結構進行串并聯，可以制作出模仿蛇身體或是章魚的觸手的機器人，實現可以精確控制的彎曲、扭曲、蛇行等動作。2.根據權利要求1所述的關節機構，其特征是:采用氣動或液壓作用下可以伸長和收縮的元器件，可以是波紋管(金屬或非金屬的)，也可以是空氣彈簧或液壓彈簧。當多個彈簧元件以一定方式排列，彈簧元件兩端分別固定在兩個安裝板上，當多個彈簧元件分別施加不同的氣壓或液壓，兩個安裝板即出現相對彎曲、扭曲、扭轉。3.根據權利要求1所述的關節機構，其特征是每個關節機構具有兩個或兩個以上氣動或液壓彈性體的雙體或多體結構。4.根據權利要求1所述的關節機構，利用該機械結構進行串并聯，可以制作出模仿蛇體或是章魚的觸手的機器人。機器人驅動系統中(關節驅動)不再采用交、直流伺服電動機、直接驅動電動機，而是采用CPU/PLC精確控制的氣壓或液壓位置閉環控制。其控制管線敷設于由椎孔形成的通道內。5.根據權利要求1所述的關節機構，為提高氣運動精度，相對應的活結必須采用單元隔板。6.根據權利要求1所述的關節機構，制作的機器人。控制氣動或液壓壓力，可以使機器人主體伸長。7.根據權利要求1所述的關節機構，當與連桿組合時，可組成關節機器人。8.根據權利要求2所述的關節機構，采用氣動或液壓控制其伸長和收縮的元器件，氣動或液壓控制可以是數控的，也可以不是數控的。【專利摘要】本專利技術涉及一種液壓(氣動)控制的可做彎曲、扭曲、伸長運動的機械機構，實現單個機器人關節的三維彎曲、扭曲、伸長、收縮，利用該機械結構進行串并聯，制作出模仿蛇身體或是章魚的觸手的機器人，實現可以精確控制的彎曲、扭曲、蛇行等動作，即模仿蛇類或是(章魚的觸手)的大部分動作，而這種動作在某些場合是唯一可行的需求方案。本專利技術采用的技術方案是：采用氣動或液壓作用下可以伸長和收縮的元器件，當多個彈簧元件以一定方式排列，彈簧元件兩端分別固定在兩個安裝板上，當多個彈簧元件分別施加不同的氣壓或液壓，兩個安裝板即出現相對彎曲。【IPC分類】B25J17-02【公開號】CN104858889【申請號】CN201410339201【專利技術人】都瑛娜, 杜正闊, 杜澤厚 【申請人】都瑛娜本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種液壓(氣動)控制的可做彎曲、伸長運動的機械機構，可用作數控軟體機器人關節機構，可以實現單個機器人關節的三維彎曲、扭曲、伸長、收縮，利用該機械結構進行串并聯，可以制作出模仿蛇身體或是章魚的觸手的機器人，實現可以精確控制的彎曲、扭曲、蛇行等動作。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：都瑛娜，杜正闊，杜澤厚，
申請(專利權)人：都瑛娜，杜正闊，杜澤厚，
類型：發明
國別省市：山東;37
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