【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種連續體機器人領域，特別是一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人。
技術介紹
1、連續體機器人擁有柔性彎曲、靈活可控、適應性強等特點，有望應用于多種非結構化的特殊場景任務中，如微創手術、環境探測、救援等。所以連續體機器人成為當前的研究熱點之一。
2、目前的連續體機器人常見的結構類型有：(1)連續式柔性整體驅動結構，包括驅動裝置、柔性骨干和牽引繩組，通常由驅動裝置通過牽引繩組實現對柔性骨干整體彎曲控制，驅動簡單但工作范圍受限。(2)連續式柔性多段式驅動結構，通常包括驅動裝置、多段式連續體骨干和牽引繩組，通過驅動裝置實現段體與段體之間獨立的彎曲運動，有限地提升了靈活性與工作范圍。(3)離散式剛性全驅動連續體機器人，包括驅動裝置、多個連接節、多個萬向節和多個牽引繩組，通常由驅動裝置通過每個牽引繩組實現對每個萬向節的角度獨立控制，靈活性、工作范圍較好，但其繩索布置與驅動較為復雜，這也使得整體無法輕量化。
3、因此，如何在簡單的驅動下同時保持連續體機器人的靈活性和工作空間依然是急需解決的一大難題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術旨在提供一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，能夠在一組驅動單元下根據多種關節鎖定策略擁有不同運動模式，兼具靈活性與工作空間范圍，在關節鎖定時機器人的剛度會發生變化。
2、為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：
3、一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人
4、安裝座通過螺栓與驅動裝置固定連接，連續體機器人模塊的近端通過螺栓與安裝座固定連接。
5、進一步地，所述的驅動裝置包括框架、底板、第一直線模組、第一u型板、第一滑輪、第二滑輪、第一牽引繩、第一吊耳螺釘、第一測力傳感器、第一螺柱、第一手擰螺釘、第二直線模組、第二u型板、第三滑輪、第四滑輪、第二牽引繩、第二吊耳螺釘、第二測力傳感器、第二螺柱、第二手擰螺釘、第一固定板；
6、底板通過螺栓與框架固定連接，第一直線模組、第二直線模組分別通過螺栓呈對稱式與底板固定連接，第一u型板、第二u型板分別通過螺栓與第一直線模組、第二直線模組固定連接，第一滑輪、第二滑輪通過螺栓呈對稱式與第一u型板固定連接，第三滑輪、第四滑輪通過螺栓呈對稱式與第二u型板固定連接，第一牽引繩繞過第一滑輪、第二滑輪，并通過打結或鎖扣等方式一端與第一吊耳螺釘固定連接、另一端與末端法蘭固定連接，第二牽引繩繞過第三滑輪、第四滑輪，并通過打結或鎖扣等方式一端與第二吊耳螺釘固定連接、另一端與末端法蘭固定連接，第一吊耳螺釘、第二吊耳螺釘分別通過螺栓與第一測力傳感器、第二測力傳感器固定連接，第一螺柱、第二螺柱分別通過螺紋與第一測力傳感器、第二測力傳感器固定連接，第一螺柱、第二螺柱分別與第一手擰螺釘、第二手擰螺釘形成螺紋連接。
7、進一步地，所述的安裝座包括第二固定板、第一側板、第一支撐板、第二支撐板、第二側板、安裝板；
8、第二固定板通過螺栓與第一固定板固定連接，第一支撐板通過螺栓與第二固定板和第一側板固定連接，第二支撐板通過螺栓與第二固定板和第二側板固定連接，第一側板、第二側板通過螺栓呈對稱式與第二固定板和安裝板固定連接。
9、進一步地，所述的連續體機器人模塊包括穩定自鎖旋轉關節、第一彈性桿、第二彈性桿、末端法蘭；
10、多個穩定自鎖旋轉關節以旋轉軸平行的方式通過螺栓串聯連接，第一彈性桿、第二彈性桿均穿過每個穩定自鎖旋轉關節并通過膠粘與之固定連接，末端法蘭通過螺栓與末端的穩定自鎖旋轉關節固定連接；
11、穩定自鎖旋轉關節包括安裝外殼、第一滑塊、第一形狀記憶合金線圈、第一端面棘輪滑塊、第一導電銅片、旋轉連接件、第二端面棘輪滑塊、第二導電銅片、第二滑塊、直線導軌、第三接線片、第三形狀記憶合金線圈、第二彈簧、第四接線片、第二彈性壓片、第二拉桿、第四形狀記憶合金線圈、第一拉桿、第一彈簧、第二形狀記憶合金線圈、第一彈性壓片、階梯軸、第一接線片、第二接線片、第一擋邊軸承、第二擋邊軸承、第一微型軸承、第二微型軸承；
12、直線導軌通過螺栓與安裝外殼固定連接，第一滑塊、第二滑塊分別以線位移的方式與直線導軌連接，第一端面棘輪滑塊、第二端面棘輪滑塊分別通過螺栓與第一滑塊、第二滑塊固定連接，第一形狀記憶合金線圈的一端和第二形狀記憶合金線圈的一端分別通過螺栓與第一接線片、第二接線片連接并固定在安裝外殼上，另一端均通過螺栓與第一導電銅片連接并固定在第一端面棘輪滑塊表面，第三形狀記憶合金線圈的一端和第四形狀記憶合金線圈的一端分別通過螺栓與第三接線片、第四接線片連接并固定在安裝外殼上，另一端均通過螺栓與第二導電銅片連接并固定在第二端面棘輪滑塊表面，階梯軸通過螺栓與安裝外殼固定連接，第一彈簧、第二彈簧均通過嵌套方式與階梯軸連接，第一彈簧的兩側分別與第一端面棘輪滑塊、安裝外殼連接，第二彈簧的兩側分別與第二端面棘輪滑塊、安裝外殼連接，第一擋邊軸承、第二擋邊軸承通過嵌套方式與旋轉連接件形成一體，并通過螺栓與階梯軸固定連接，第一微型軸承、第二微型軸承分別通過嵌套方式與安裝外殼固定連接，第一拉桿的一端通過嵌套方式與第一微型軸承連接，另一端通過接觸的方式與第一端面棘輪滑塊連接，第二拉桿的一端通過嵌套方式與第二微型軸承連接，另一端通過接觸的方式與第二端面棘輪滑塊連接，第一彈性壓片、第二彈性壓片分別通過螺栓與安裝外殼固定連接。
13、進一步地，所述的驅動裝置中：
14、框架可通過型材組裝或板材焊接而成，保持穩定結構；
15、第一u型板、第二u型板可通過焊接、鈑金等方式制成，對應安裝面設置有螺紋通孔；
16、第一固定板表面設置有多個光孔或螺紋孔，以便于第二固定板的固定連接、第一牽引繩與第二牽引繩的貫穿；
17、第一牽引繩、第二牽引繩為可伸縮比例小于0.5％的繩，可選擇包括但不僅限于尼龍繩、玉線或鋼絲繩這三種材質。
18、進一步地，所述的安裝座中：
19、第二固定板、第一側板、第一支撐板、第二支撐板、第二側板、安裝板都加工有沉頭孔，以便于固定連接。
20、進一步地，所述的連續體機器人模塊中：
21、多個穩定自鎖旋轉關節通過螺釘以旋轉軸平行的方式串聯連接；
22、第一彈性桿、第二彈性桿均選用具備超彈性的圓形截面桿，在不受外力時保持初始筆直形狀，可選擇包括但不限于鎳鈦合金桿、纖維桿這兩種材質的彈性桿；
23、末端法蘭上設置有多個螺紋孔與光孔，光孔便于第一牽引繩、第二牽引繩、第一彈性桿、第二彈性桿的穿過并以打結或鎖扣的方式固定。
24、進一步地，所述的連續體機器人模塊中的穩定自鎖旋轉關節：
25、安裝外殼可通過機加工或3d打印方式制成，其表面設置有多個孔；
26、第一端面棘輪滑塊、第二端面棘輪滑塊的一側加工有通孔，另一側加工有階梯本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：包括驅動裝置(1)、安裝座(2)、連續體機器人模塊(3)；
2.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：所述驅動裝置(1)包括框架(101)、底板(102)、第一直線模組(103)、第一U型板(104)、第一滑輪(105)、第二滑輪(106)、第一牽引繩(107)、第一吊耳螺釘(108)、第一測力傳感器(109)、第一螺柱(110)、第一張力調節螺釘(111)、第二直線模組(112)、第二U型板(113)、第三滑輪(114)、第四滑輪(115)、第二牽引繩(116)、第二吊耳螺釘(117)、第二測力傳感器(118)、第二螺柱(119)、第二張力調節螺釘(120)、第一固定板(121)；
3.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：所述的安裝座(2)包括第二固定板(201)、第一側板(202)、第一支撐板(203)、第二支撐板(204)、第二側板(205)、安裝板(206)；
4.根據權利要求1所述
5.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：所述的連續體機器人模塊(3)中的穩定自鎖旋轉關節(31)包括安裝外殼(3101)、第一滑塊(3102)、第一形狀記憶合金線圈(3103)、第一端面棘輪滑塊(3104)、第一導電銅片(3105)、旋轉連接件(3106)、第二端面棘輪滑塊(3107)、第二導電銅片(3108)、第二滑塊(3109)、直線導軌(3110)、第三接線片(3111)、第三形狀記憶合金線圈(3112)、第二彈簧(3113)、第四接線片(3114)、第二彈性壓片(3115)、第二拉桿(3116)、第四形狀記憶合金線圈(3117)、第一拉桿(3118)、第一彈簧(3119)、第二形狀記憶合金線圈(3120)、第一彈性壓片(3121)、階梯軸(3122)、第一接線片(3123)、第二接線片(3124)、第一擋邊軸承(3125)、第二擋邊軸承(3126)、第一微型軸承(3127)、第二微型軸承(3128)；
6.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于，所述的驅動裝置(1)中：
7.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于，所述的安裝座(2)中：
8.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于，所述的連續體機器人模塊(3)中：
9.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于，所述的連續體機器人模塊(3)中的穩定自鎖旋轉關節(31)：
...【技術特征摘要】
1.一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：包括驅動裝置(1)、安裝座(2)、連續體機器人模塊(3)；
2.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：所述驅動裝置(1)包括框架(101)、底板(102)、第一直線模組(103)、第一u型板(104)、第一滑輪(105)、第二滑輪(106)、第一牽引繩(107)、第一吊耳螺釘(108)、第一測力傳感器(109)、第一螺柱(110)、第一張力調節螺釘(111)、第二直線模組(112)、第二u型板(113)、第三滑輪(114)、第四滑輪(115)、第二牽引繩(116)、第二吊耳螺釘(117)、第二測力傳感器(118)、第二螺柱(119)、第二張力調節螺釘(120)、第一固定板(121)；
3.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：所述的安裝座(2)包括第二固定板(201)、第一側板(202)、第一支撐板(203)、第二支撐板(204)、第二側板(205)、安裝板(206)；
4.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：所述的連續體機器人模塊(3)包括多個穩定自鎖旋轉關節(31)、第一彈性桿(32)、第二彈性桿(33)、末端法蘭(34)；
5.根據權利要求1所述的一種基于穩定自鎖旋轉關節的少驅動平面連續體機器人，其特征在于：所述的連續體機器人模...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。