A flexible omnidirectional bending robot with variable stiffness air sac is presented. The two ends of the air sac are a connecting head and a connecting chute. The first end of the connected multi-channel air trachea is connected with an air sac ring. The second end of the connected multi-channel air trachea is connected with the adjacent air sac ring, and the adjacent multi-channel is connected with each other. The connecting multi-channel ventilation pipe is connected with the air bag ring through the first sealing ring, and a variable stiffness device is arranged in the middle of the multi-layer air bag group. The bag mouth of the super-elastic membrane bag is fixed on one of the stiffness control air bags through the second sealing ring. The hyperelastic membrane bag is tightly connected with the inner ring of the gasbag ring. The invention has good technological property and can be applied to various complex environments, and can steplessly adjust and control the stiffness in the process of bending and stretching deformation. To ensure the safety of staff and machinery, with greater output force, tensile and bending ductility is good, can be used in handling.
【技术实现步骤摘要】
一种变刚度气囊式全向弯曲柔性机器人
本专利技术涉及一种柔性机器人领域,特别是共融机器人领域。
技术介绍
在现代工业生产、装配和载运过程中机器人有着重要的作用,机器人是智能化机械领域中最广泛而实用的自动化机械装置,最为典型的机器人有ABB机械臂。该机器人工作范围大,精度高,但是随着共融机器人的发展,机器人整体为刚性,在工作过程中,难以保证机-机协作和人-机协作的安全进行,因此,柔性机器人由此应运而生。哈尔滨工业大学夏严峰的《轻型机械臂柔性关节设计与实验研究》介绍了一种串联弹性驱动器优化设计以及传感器系统设计,该设计提供了一种将刚性关节变为柔性关节的一种方法,但是只有关节为柔性,机械臂整体还是为刚性,不能完全满足共融机器人的需求。目前,申请号为201520111229.2的技术专利公开了一种柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置,包括基座、三个肌肉组件、多个中间板、弹簧和末端板。该装置能够实现多个方向弯曲,可以沿轴向进行伸缩,能够将末端工具送达到特定工作位置,输送能力较强。意大利的ASadeghi,AMondini,EDelDottore等发表的《具有柔性差分弯曲能力的植物型机器人》介绍了一种柔性可全向弯曲而且能够伸缩的机器人,该机器人由弹簧控制方向,适应能力和力的传递能力强,但是以上两种设计专利技术无法在运动过程中改变自身刚度。在多任务环境下,特别是在人机交互的复杂环境下,对机械臂的刚度有着更加严格的要求,以确保工作人员的安全。IrisDeFalco的《变刚度柔性多臂微创手术机器人》设计了一种变刚度柔性机器人,利用气腔膨胀相互作用进行弯曲拉伸,利用真空作用下的 ...
【技术保护点】
1.一种变刚度气囊式全向弯曲柔性机器人,主要包括有刚度控制气囊、第二密封环、多层气囊组、超弹性薄膜袋、磨粒小球、第一密封环、连通式多通道通气气管、气囊、连接头、连接卡槽、膨胀气囊、耐弯曲柔性气管和通气气管,其特征在于:气囊为120°扇形硅胶气囊,气囊两端部为连接头和连接卡槽,气囊环是由三个结构相同的气囊环形首尾相接而成,多层气囊组是由气囊环轴向垛堞固定连接而成,连通式多通道通气气管的第一通气气管端与一个气囊环相连通,连通式多通道通气气管的第二通气气管端与相邻的气囊环相连通,相邻的连通式多通道通气气管之间相互连通,两端的连通式多通道通气气管一端开口一端封闭,连通式多通道通气气管与气囊环之间通过第一密封环相连,在多层气囊组的中部设有变刚度装置,变刚度装置由超弹性薄膜袋、磨粒小球、第二密封环以及刚度控制气囊组成,刚度控制气囊是由膨胀气囊和耐弯曲柔性气管交替连接而成,在刚度控制气囊的一端设有通气气管,在刚度气囊的外部套接超弹性薄膜袋,在超弹性薄膜袋的内部设有磨粒小球,超弹性薄膜袋的袋口通过第二密封环固定在刚度控制气囊的一端的通气气管上,超弹性薄膜袋与气囊环内环紧密连接。
【技术特征摘要】
1.一种变刚度气囊式全向弯曲柔性机器人,主要包括有刚度控制气囊、第二密封环、多层气囊组、超弹性薄膜袋、磨粒小球、第一密封环、连通式多通道通气气管、气囊、连接头、连接卡槽、膨胀气囊、耐弯曲柔性气管和通气气管,其特征在于:气囊为120°扇形硅胶气囊,气囊两端部为连接头和连接卡槽,气囊环是由三个结构相同的气囊环形首尾相接而成,多层气囊组是由气囊环轴向垛堞固定连接而成,连通式多通道通气气管的第一通气气管端与一个气囊环相连通,连通式多通道通气气管的第二通气气管端与相邻的气囊环相连通,相邻的连通式多通道通气气管之间相互连通,两端的连通式多通道通气气管一端开口一端封闭,连通式多通道通气气管与气囊环之间通过第一密封环相连,在多层气囊组的中部设有变刚度装置,变刚度装置由超弹性薄膜袋、磨粒小球、第二密封环以及刚度控制气囊组成,刚度控制气囊是由膨胀气囊和耐弯曲柔性气管交替连接而成,在刚度控制气囊的一端设有...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵延治,单煜,郭凯达,李晓欢,韩龙光,
申请(专利权)人:燕山大学,
类型:发明
国别省市:河北,13
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