一种可蜷缩的蛇形机械臂制造技术

本发明专利技术提供了一种可蜷缩的蛇形机械臂，旋转给进机构提供一容置空间，钢丝驱动机构安装于旋转给进机构，并连接运动臂，钢丝驱动机构可在旋转给进机构的驱动下旋转，带动运动臂蜷缩放置在容置空间内。通过将蛇形机械臂的运动臂安装在钢丝驱动机构侧面，可实现运动臂绕钢丝驱动机构的蜷缩，提高空间利用率；通过将蛇形机械臂与给进平台集成为一体，减小了整体尺寸，便于在狭窄应用环境中使用；通过自身可伸缩的单元模块串联构成运动臂，可在需要时，减小运动臂的长度和蜷缩半径，使蛇形机械臂更加紧凑。

A snake shaped mechanical arm that can curl up

The invention provides a snake like manipulator can be curled up, rotating feeding mechanism provides an accommodating space, wire drive mechanism arranged on the rotating feeding mechanism, and is connected with the moving arm, the wire drive mechanism in a rotating feeding mechanism driven by rotation, drive the movement of arms placed in the containing space. The legs of a snake like robot arm mounted on the wire drive mechanism side, can realize the motion of the arm around the wire drive mechanism and curled up, improves the utilization rate of the space; the snake like robot arm and the feeding platform is integrated to reduce the overall size, convenient for use in narrow application environment; through its own unit module expansion a series of motion of the arm, can be in need, reduce the motion of the arm length and curl radius, the snake like robot arm is more compact.

【技术实现步骤摘要】
一种可蜷缩的蛇形机械臂
本专利技术属于机器人领域，具体涉及一种可蜷缩的蛇形机械臂。
技术介绍
蛇形机械臂以生物蛇为原型，具有高灵活性、高冗余度、横截面积小等优点，可以在狭小、复杂以及高危的环境中进行工作，在近几年中得到了快速的发展。在现有的技术中，蛇形机械臂的运动臂安装在通用或专门设计的移动平台上，通过移动平台与机械臂复合运动，实现狭窄空间中的推进与避障。这种方式在设计上相对易于实现，在控制上通过运动学模型的优化分解能够得到平台和蛇形机械臂各自的运动控制量，在一定程度上能够实现蛇形机械臂的作业功能，但这种方式由于推送平台的运动范围大，往往需要具有较大的作业场地来安放移动平台，阻碍了蛇形机械臂的实际应用。同时由于推送平台与蛇形机械臂是分离设计的，在非作业状态下蛇形机械臂也通常处于伸展状态，不仅占用较大的空间，对于蛇形机械臂本身的机构保护也存在不利因素。因此将蛇形机械臂与推送平台进行一体化设计，进而提高整个作业系统的空间利用率，是提高蛇形机械臂系统实用性的重要问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术旨在解决现有蛇形机械臂所用推送平台占地较大，非工作状态时仍处于伸展状态的不便性，提供一种可蜷缩、体积小、便于推广使用的蛇形机械臂。(二)技术方案本专利技术提供了一种可蜷缩的蛇形机械臂，包括：运动臂、钢丝驱动机构和旋转给进机构；所述旋转给进机构提供一容置空间；所述钢丝驱动机构安装于所述旋转给进机构，并连接所述运动臂，所述钢丝驱动机构可在所述旋转给进机构的驱动下旋转，带动所述运动臂蜷缩放置在所述容置空间内。在本专利技术的一些实施例中，所述旋转给进机构包括：旋转机构、环形辅助支架以及固定架，所述旋转机构和环形辅助支架通过所述固定架相连；所述钢丝驱动机构置于所述旋转机构和环形辅助支架之间的空间，所述旋转机构可驱动所述钢丝驱动机构旋转，所述容置空间位于所述环形辅助支架。在本专利技术的一些实施例中，所述固定架包括：相互垂直的固定板和连接板；所述旋转机构包括：第一联轴器和置于所述固定板的精密减速机、旋转电机，所述第一联轴器的一端固定精密减速机的输出轴；所述环绕辅助支架包括：环绕外罩1、底盘和第一轴承，所述第一轴承安装在所述底盘，所述环绕外罩围成所述容置空间，其侧面有开口并固定于所述连接板；所述钢丝驱动机构的一端固定所述第一联轴器的另一端，其另一端安装于所述第一轴承并连接所述运动臂，所述运动臂沿所述钢丝驱动机构的切线方向经所述开口伸出，所述旋转电机经所述精密减速机和第一联轴器驱动所述钢丝驱动机构旋转，所述运动臂可从所述容置空间伸出或蜷缩至所述容置空间。在本专利技术的一些实施例中，所述钢丝驱动机构包括：固定装置，包括同轴设置的底部固定圆盘和电机固定圆盘；支撑轴，包括主轴体及其两端的第一凸轴和第二凸轴，所述主轴体穿过并固定于所述底部固定圆盘和电机固定圆盘，所述第一凸轴固定所述第一联轴器，所述第二凸轴安装于所述第一轴承；多个钢丝驱动器，安装于所述底部固定圆盘和电机固定圆盘；钢丝绳引导架，固定于所述底部固定圆盘的底面并连接所述运动臂；所述钢丝驱动器引出的钢丝绳经所述钢丝绳引导架引入所述运动臂。在本专利技术的一些实施例中，所述钢丝驱动器包括：减速电机，其输出轴穿过所述电机固定圆盘；第二联轴器，一端固定所述减速电机的输出轴；轴承座，固定于所述底部固定圆盘；第二轴承，安装在所述轴承座；梯形丝杠，包括梯形螺杆和丝杠螺母，所述梯形螺杆的一端固定在所述联轴器上，另一端安装于所述第二轴承，所述丝杠螺母套接在所述梯形螺杆上；绳索座，套接在所述梯形螺杆上，与所述丝杠螺母连接在一起；滑轨固定座，一端固定在轴承座上，另一端固定在电机固定圆盘上；滑轨，固定于所述滑轨固定座；旁压式拉力传感器，固定于所述滑轨固定座的靠近轴承座的位置；滑块，固定于所述绳索座底部，套入所述滑轨中；钢丝绳由所述绳索座引出，经所述旁压式拉力传感器，穿过所述轴承固定座和底部固定圆盘，引入所述钢丝绳引导架。在本专利技术的一些实施例中，所述钢丝绳引导架包括：钢丝约束筒，其中部和一端分别有一圆环，所述圆环上开有供钢丝绳穿过的通孔，另一端与所述钢丝转向架连接；钢丝转向架，包括：两个相互垂直的第一直板和第二直板和连接两个直板的加强筋，所述第一直板连接所述钢丝约束筒，所述第二直板连接所述运动臂；钢丝绳从所述钢丝驱动器引出后，经由所述钢丝约束筒一端和中部圆环的通孔，连续穿过所述第一直板和第二直板引入运动臂。在本专利技术的一些实施例中，所述钢丝驱动机构还包括：外罩，所述钢丝驱动器置于其中，一端固定在所述底部固定圆盘的侧面，中间部位与所述电机固定圆盘的侧面固定，另一端开有圆孔，所述支撑轴的第一凸轴从所述圆孔穿过。在本专利技术的一些实施例中，所述运动臂包括多个串联的单元模块。在本专利技术的一些实施例中，所述单元模块包括运动主体模块和分别连接在运动主体模块两端的第一万向接头、第二万向接头，相邻单元模块的万向接头之间通过菱形十字轴构成万向节。在本专利技术的一些实施例中，还包括：控制柜。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术可蜷缩的蛇形机械臂具有以下有益效果：(1)通过将蛇形机械臂的运动臂安装在钢丝驱动机构侧面，可实现运动臂绕钢丝驱动机构的蜷缩，提高空间利用率。(2)通过将蛇形机械臂与给进平台集成为一体，减小了整体尺寸，便于在狭窄应用环境中使用。(3)通过自身可伸缩的单元模块串联构成运动臂，可在需要时，减小运动臂的长度和蜷缩半径，使蛇形机械臂更加紧凑。附图说明图1是本专利技术实施例的蛇形机械臂整体机构示意图。图2是本专利技术实施例的蛇形机械臂旋转给进机构示意图。图3是本专利技术实施例的蛇形机械臂钢丝驱动机构示意图。图4是本专利技术实施例的蛇形机械臂钢丝驱动器示意图。图5是本专利技术实时的蛇形机械臂钢丝引导架示意图。图6是本专利技术实施例的蛇形机械臂运动臂示意图。【符号说明】1-运动臂，2-钢丝驱动机构，3-旋转给进机构，4-控制柜，11-单元模块，12-菱形十字轴，111-运动主体模块，112a-第一万向接头，112b-第二万向接头，21-固定装置，22-钢丝驱动器，23-钢丝绳引导架，24-支撑轴，241-第一凸轴，242-第二凸轴，25-外罩，211-底部固定圆盘，212-电机固定圆盘，221-梯形丝杠，222-减速电机，223-联轴器，224-绳索座，225-轴承，226-轴承座，227-滑块，228-滑轨，229-滑轨固定座，230-紧凑型旁压式拉力传感器，221a-梯形螺杆，221b-丝杠螺母，231-钢丝约束筒，232-钢丝转向架，232a-第一直板，232b-第二直板，31-旋转机构，32-环形辅助支架，33-固定架，311-精密减速机，312-旋转电机，313-联轴器，321-环绕外罩，322-底盘，323-轴承，331-固定板，332-连接板。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术为一种可蜷缩的蛇形机械臂，该蛇形机械臂的运动臂与给进平台集成一体，可蜷缩收回至给进平台中。如图1所示，可蜷缩的蛇形机械臂包括：运动臂1和给进平台，给进平台包括：钢丝驱动机构2、旋转给进机构3以及控制柜4。参见图1和图2所示，旋转给进机构3由旋转机构31、环形辅助支架32以及固定架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可蜷缩的蛇形机械臂，包括：运动臂、钢丝驱动机构和旋转给进机构；所述旋转给进机构提供一容置空间；所述钢丝驱动机构安装于所述旋转给进机构，并连接所述运动臂，所述钢丝驱动机构可在所述旋转给进机构的驱动下旋转，带动所述运动臂蜷缩放置在所述容置空间内。

【技术特征摘要】
1.一种可蜷缩的蛇形机械臂，包括：运动臂、钢丝驱动机构和旋转给进机构；所述旋转给进机构提供一容置空间；所述钢丝驱动机构安装于所述旋转给进机构，并连接所述运动臂，所述钢丝驱动机构可在所述旋转给进机构的驱动下旋转，带动所述运动臂蜷缩放置在所述容置空间内。2.如权利要求1所述的蛇形机械臂，所述旋转给进机构包括：旋转机构、环形辅助支架以及固定架，所述旋转机构和环形辅助支架通过所述固定架相连；所述钢丝驱动机构置于所述旋转机构和环形辅助支架之间的空间，所述旋转机构可驱动所述钢丝驱动机构旋转，所述容置空间位于所述环形辅助支架。3.如权利要求2所述的蛇形机械臂，所述固定架包括：相互垂直的固定板和连接板；所述旋转机构包括：第一联轴器和置于所述固定板的精密减速机、旋转电机，所述第一联轴器的一端固定精密减速机的输出轴；所述环绕辅助支架包括：环绕外罩1、底盘和第一轴承，所述第一轴承安装在所述底盘，所述环绕外罩围成所述容置空间，其侧面有开口并固定于所述连接板；所述钢丝驱动机构的一端固定所述第一联轴器的另一端，其另一端安装于所述第一轴承并连接所述运动臂，所述运动臂沿所述钢丝驱动机构的切线方向经所述开口伸出，所述旋转电机经所述精密减速机和第一联轴器驱动所述钢丝驱动机构旋转，所述运动臂可从所述容置空间伸出或蜷缩至所述容置空间。4.如权利要求3所述的蛇形机械臂，所述钢丝驱动机构包括：固定装置，包括同轴设置的底部固定圆盘和电机固定圆盘；支撑轴，包括主轴体及其两端的第一凸轴和第二凸轴，所述主轴体穿过并固定于所述底部固定圆盘和电机固定圆盘，所述第一凸轴固定所述第一联轴器，所述第二凸轴安装于所述第一轴承；多个钢丝驱动器，安装于所述底部固定圆盘和电机固定圆盘；钢丝绳引导架，固定于所述底部固定圆盘的底面并连接所述运动臂；所述钢丝驱动器引出的钢丝绳经所述钢丝绳引导架引入所述运动臂。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恩，徐大伟，梁自泽，杨国栋，谭民，景奉水，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11