本发明专利技术涉及一种液压(气动)控制的可做弯曲、扭曲、伸长运动的机械机构，实现单个机器人关节的三维弯曲、扭曲、伸长、收缩，利用该机械结构进行串并联，制作出模仿蛇身体或是章鱼的触手的机器人，实现可以精确控制的弯曲、扭曲、蛇行等动作，即模仿蛇类或是(章鱼的触手)的大部分动作，而这种动作在某些场合是唯一可行的需求方案。本发明专利技术采用的技术方案是：采用气动或液压作用下可以伸长和收缩的元器件，当多个弹簧元件以一定方式排列，弹簧元件两端分别固定在两个安装板上，当多个弹簧元件分别施加不同的气压或液压，两个安装板即出现相对弯曲。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
:本专利技术涉及一种液压(气动)控制的可做弯曲、扭曲、伸长运动的机械机构，可用作数控软体机器人关节机构，本机构单独使用，或者多节串联，多组并联体组合使用，可实现各种复杂的动作。
技术介绍
:现代各种类型机器人，已经在众多的领域得到广泛的应用，机器人以灵活的类似人类的关节手臂模仿人类动作已经非常完美，还会做出一些人类无法做出的动作，如手臂旋转。工业机器人在结构上大都是多关节、全电机驱动、多CPU 二级控制的机器人，即多关节机器人。现代机器人的机械本体机构基本上分为两大类，一类是操作本体机构，它类似人的手臂和手腕，为回转运动机构，采用转动关节轴承，传动机构一般采用谐波传动机构和行星齿轮机构，手臂刚度高、导向性好、重量轻、运动平稳、定位精度高。另一类为移动型本体结构，为直线运动机构，采用移动关节导轨(普通滑动导轨、液压动压移动导轨、液压静压移动导轨、气浮导轨、滚动导轨)实现移动功能。高精度、高速度的机器人驱动系统中(关节驱动电动机)广泛采用交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机，均采用位置闭环控制。伴随着机器人技术、仿生技术、控制技术以及制造技术的进步，对机器人工作的灵活性、和适应性提出了更严格的要求。目前已知的机械结构很难做到具有类似于蛇身体或是章鱼的触手的可任意弯曲的机械结构，可以执行精确控制的弯曲、扭曲、蛇行等动作，即模仿蛇类或是章鱼的触手的大部分动作。而这种动作在某些场合是唯一可行的需求。在多数场合下，这种机器人能够很好地代替多关节机器人，动作会更加简单和流畅；相对而言多关节机器人的动作将显得滑稽可笑。
技术实现思路
:为了实现任意弯曲的，可以精确控制的弯曲、扭曲、蛇行等动作，即模仿蛇类或是章鱼的触手的大部分动作，本专利技术提供一种机械结构，可以实现单个机器人关节的三维弯曲、扭曲、伸长、收缩。利用该机械结构进行串并联，可以制作出模仿蛇身体或是章鱼的触手的机器人，实现可以精确控制的弯曲、扭曲、蛇行等动作，即模仿蛇类或是(章鱼的触手)的大部分动作，而这种动作在某些场合是唯一可行的需求方案。在更多的场合下，这种机器人能够很好地代替多关节机器人，动作会更加简单和流畅。该种机器人几乎可用于所有已知领域，巨型的蛇行机器人，由于浮力抵消力重力，更可开创人类海洋活动的新纪元。技术方案:本专利技术所采用的技术方案是:采用气动或液压作用下可以伸长和收缩的元器件，可以是波纹管(金属或非金属的)，也可以是空气弹簧或液压弹簧。当多个弹簧元件以一定方式排列，弹簧元件两端分别固定在两个安装板上，当多个弹簧元件分别施加不同的气压或液压，两个安装板即出现相对弯曲。本专利技术申请书所提供的技术方案仅以金属波纹管为例，下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明:【附图说明】:图1具有两个波纹管的双体结构图2双体结构分别施加不同的气压或液压，两个安装板出现相对弯曲、伸长。图3具有三个波纹管的三体结构图4三体结构分别施加不同的气压或液压，两个安装板出现三维弯曲、伸长。图5具有四个波纹管的多体结构图6多体结构分别施加不同的气压或液压，两个安装板出现三维弯曲、扭曲、伸长。图7由6个三体结构和二自由度机械手组成的蛇形机器人示例图8，图9，图10蛇形机器人不同动作形状图11多个蛇形机器人集中排列，完成复杂工作图12弹簧关节与连杆组成手臂关节机器人图13组合手臂关节机器人图1图2中，I上安装板，2.波纹管b，3.单元隔板，4波纹管a，5下安装板，图1-图6中a，b，c，d分别为波纹管a，波纹管b，波纹管C，波纹管d，【具体实施方式】:在图1中，波纹管b (2)、波纹管a(4)是两个相同的波纹管，焊接在上安装板(I)和下安装板(5)之间，在上安装板(I)和下安装板(5)之间固定有多组单元隔板(3)，单元隔板(3)单元隔板有椎孔形成的敷设控制管线通道，(3)固定在波纹管的波峰上。在图2中分别为波纹管a，b分别施加不同的气压或液压，上安装板(I)和下安装板(5)出现相对弯曲、伸长。在图3中，波纹管a，波纹管b，波纹管c是三个相同的波纹管，焊接在上安装板(I)和下安装板(5)之间，在上安装板(I)和下安装板(5)之间固定有多组单元隔板(3)，单元隔板(3)固定在波纹管的波峰上。在图4中分别为波纹管a，b，c分别施加不同的气压或液压，上安装板⑴和下安装板(5)出现三维弯曲、伸长。在图5中，波纹管a，波纹管b，波纹管C，波纹管，d是四个相同的波纹管，焊接在上安装板(I)和下安装板(5)之间，在上安装板(I)和下安装板(5)之间固定有多组单元隔板(3)，单元隔板(3)固定在波纹管的波峰上。在图6中分别为波纹管a，b，c，d分别施加不同的气压或液压，上安装板(I)和下安装板(5)出现三维弯曲、扭曲、伸长。图7是由6组三体结构串联成主体，顶端加装二自由度机械手组成的蛇形机器人方案图，控制气动或液压压力，可以使机器人主体伸长。【主权项】1.一种液压(气动)控制的可做弯曲、伸长运动的机械机构，可用作数控软体机器人关节机构，可以实现单个机器人关节的三维弯曲、扭曲、伸长、收缩，利用该机械结构进行串并联，可以制作出模仿蛇身体或是章鱼的触手的机器人，实现可以精确控制的弯曲、扭曲、蛇行等动作。2.根据权利要求1所述的关节机构，其特征是:采用气动或液压作用下可以伸长和收缩的元器件，可以是波纹管(金属或非金属的)，也可以是空气弹簧或液压弹簧。当多个弹簧元件以一定方式排列，弹簧元件两端分别固定在两个安装板上，当多个弹簧元件分别施加不同的气压或液压，两个安装板即出现相对弯曲、扭曲、扭转。3.根据权利要求1所述的关节机构，其特征是每个关节机构具有两个或两个以上气动或液压弹性体的双体或多体结构。4.根据权利要求1所述的关节机构，利用该机械结构进行串并联，可以制作出模仿蛇体或是章鱼的触手的机器人。机器人驱动系统中(关节驱动)不再采用交、直流伺服电动机、直接驱动电动机，而是采用CPU/PLC精确控制的气压或液压位置闭环控制。其控制管线敷设于由椎孔形成的通道内。5.根据权利要求1所述的关节机构，为提高气运动精度，相对应的活结必须采用单元隔板。6.根据权利要求1所述的关节机构，制作的机器人。控制气动或液压压力，可以使机器人主体伸长。7.根据权利要求1所述的关节机构，当与连杆组合时，可组成关节机器人。8.根据权利要求2所述的关节机构，采用气动或液压控制其伸长和收缩的元器件，气动或液压控制可以是数控的，也可以不是数控的。【专利摘要】本专利技术涉及一种液压(气动)控制的可做弯曲、扭曲、伸长运动的机械机构，实现单个机器人关节的三维弯曲、扭曲、伸长、收缩，利用该机械结构进行串并联，制作出模仿蛇身体或是章鱼的触手的机器人，实现可以精确控制的弯曲、扭曲、蛇行等动作，即模仿蛇类或是(章鱼的触手)的大部分动作，而这种动作在某些场合是唯一可行的需求方案。本专利技术采用的技术方案是：采用气动或液压作用下可以伸长和收缩的元器件，当多个弹簧元件以一定方式排列，弹簧元件两端分别固定在两个安装板上，当多个弹簧元件分别施加不同的气压或液压，两个安装板即出现相对弯曲。【IPC分类】B25J17-02【公开号】CN104858889【申请号】CN201410339201【专利技术人】都瑛娜, 杜正阔, 杜泽厚 【申请人】都瑛娜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液压(气动)控制的可做弯曲、伸长运动的机械机构，可用作数控软体机器人关节机构，可以实现单个机器人关节的三维弯曲、扭曲、伸长、收缩，利用该机械结构进行串并联，可以制作出模仿蛇身体或是章鱼的触手的机器人，实现可以精确控制的弯曲、扭曲、蛇行等动作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：都瑛娜，杜正阔，杜泽厚，
申请(专利权)人：都瑛娜，杜正阔，杜泽厚，
类型：发明
国别省市：山东;37
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