一种刚柔并济机械臂制造技术

本发明专利技术公开一种刚柔并济机械臂，外观为一圆柱整体，主体材料采用弹性体，内部为内外层同轴结构，在其外层环形均布多个轴向管道，内部放置改变机械臂形态的绳索；中间层环形均布多个轴向管道，内部放置加热器和热敏电阻；机械臂中心有一密闭腔室，内部灌注有低熔点合金，中间层尽量靠近密闭腔室。工作时计算分析得出机械臂每段需要达到的空间位置和形变量，控制加热丝将低温合金加热至其熔点使之变成液态，联动控制各个绳索伸缩动作使该段机械臂到达预设空间位置和形变量，停止加热丝工作，使位于该段液态低温合金固化。本发明专利技术一种刚柔并济机械臂在变形过程机械臂能够在适当时机改变机械臂的刚度，快速完成刚性机械臂与柔性机械臂的特性相互转换。

A rigid-flexible manipulator

The invention discloses a rigid and flexible mechanical arm with a cylindrical overall appearance, an elastomer as the main material and an inner and outer coaxial structure, in which a plurality of axial pipes are distributed in the outer annular shape, and ropes changing the shape of the mechanical arm are placed in the inner annular shape; in the middle annular shape, a plurality of axial pipes are distributed, heaters and heat sensors are placed inside. Resistance: There is a closed chamber in the center of the manipulator, and low melting point alloy is poured into it, and the middle layer is as close as possible to the closed chamber. The space position and shape variables needed to be reached in each segment of the manipulator are calculated and analyzed. The cryogenic alloy is heated to its melting point by controlling the heating wire to make it liquid. The telescopic action of each rope is controlled by linkage to make the manipulator reach the preset space position and shape variable, stop the work of the heating wire and make the liquid cryogenic in the segment. Alloy solidification. The rigid-flexible parallel manipulator of the invention can change the rigidity of the manipulator at an appropriate time in the deformation process, and quickly complete the characteristic conversion between the rigid manipulator and the flexible manipulator.

【技术实现步骤摘要】
一种刚柔并济机械臂
本专利技术涉及软体机器人领域，具体涉及一种刚度可变式机械臂。
技术介绍
机械臂是一种能模仿人手臂动作的自动化设备，用以按固定程序抓取、搬运工件或者操作工具的自动操作装置。由于其既可替代人们进行一系列繁琐的重复性的劳动，又能替代人们完成一些高危险性的工作，因此其被广泛用于机械制造等行业。在机械臂的发展过程中，初期为刚性结构，其末端定位较为精准，可以在高精度加工方面发挥优势，但其结构复杂较为庞大且自由度有限，难以在较小的操作空间或复杂环境下的灵活操作。此外刚性机械臂的每根连杆间为铰链连接，而铰链结构会有一定旷量，当末端负载重量突然变化或受到巨大外力时会导致机械臂末端的定位误差和振动。每个铰链均产生一定的定位误差，而每个铰链的误差和振动会累积到机械臂末端，导致机械臂末端定位精度难以控制。人们为了在操作空间受限的复杂环境中使用机械臂，自由度无穷多的柔性机械臂应运而生。柔性机械臂是一个强耦合、非线性的时变结构，但同时由于其自由度过多导致难以精确控制柔性机械臂末端的定位精度。目前已有研究人员对此进行了探索，得出了一些解决方法：专利CN101011825A中提出了一种提高机械臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚柔并济机械臂，其特征在于：外观为一圆柱整体，主体材料采用弹性体，内部为内外层同轴结构，在其外层环形均布多个轴向管道，内部放置改变机械臂形态的绳索；中间层环形均布多个轴向管道，内部放置加热器和热敏电阻；机械臂中心有一密闭腔室，内部灌注有低熔点合金，中间层尽量靠近密闭腔室。

【技术特征摘要】
1.一种刚柔并济机械臂，其特征在于：外观为一圆柱整体，主体材料采用弹性体，内部为内外层同轴结构，在其外层环形均布多个轴向管道，内部放置改变机械臂形态的绳索；中间层环形均布多个轴向管道，内部放置加热器和热敏电阻；机械臂中心有一密闭腔室，内部灌注有低熔点合金，中间层尽量靠近密闭腔室。2.根据权利要求1所述的一种刚柔并济机械臂，其特征在于：主体材料为硅胶。3.根据权利要求1所述的一种刚柔并济机械臂，其特征在于：低熔点合金为镓铟合金。4.根据权利要求1所述的一种刚柔并...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫民，马昊鹏，廖超群，阎华，石美浓，丁玉梅，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11