一种线驱动连续体机器人制造技术

公开了一种线驱动连续体机器人，其中，机械臂包括n个关节段，相邻关节段之间可偏转，每个所述关节段包括m个金属圆环，每个所述金属圆环的上下表面开有多个沉孔以及穿线孔，所述沉孔和穿线孔的圆心均分布在同一圆周上，穿过所述沉孔的合金丝经由用于胶合胶水固定所述合金丝和金属圆环，使得相邻金属圆环之间具有一个实现偏转运动的转动自由度，线束穿过所述穿线孔以传递牵拉力到所述金属圆环以偏转关节段，多个驱动模块固定于底盘的驱动模块呈环状均匀分布于所述驱动支撑架底部的外侧，所述驱动模块连接两条互成180°布置的线束以施加预定的牵拉力。

A line driven continuum robot

【技术实现步骤摘要】
一种线驱动连续体机器人
本专利技术涉及机器人
，特别是一种线驱动连续体机器人。
技术介绍
随着民航事业的高速发展，对航空发动机的维护和检修工作也有了更高的要求。为了更高效和精准的完成航空发动机的检修任务，快速发现问题，防止意外发生，需要设计一种发动机故障检测机器人，可以实现发动机故障检测任务。由于作业空间环境狭窄并且存在诸多限制，传统的由刚性构件组成的连杆机构型机器人难以完成这类任务，这也成为上述应用领域机器人发展的一个技术瓶颈，迫切需要研究新型的机器人用于解决相关问题。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了线驱动连续体机器人，驱动模块通过钢丝绳线束向机械臂传递动力，驱动机械臂柔性弯曲。本专利技术可以搭载在不同的移动装置上，如AGV巡航机器人，工业机器人等，能适应多种空间运动。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。一种线驱动连续体机器人包括机械臂和驱动装置，其中，机械臂包括n个关节段，其中，相邻关节段之间可偏转，每个所述关节段包括，m个金属圆环，每个所述金属圆环的上下表面开有多个沉孔以及穿线孔，所述沉孔和穿线孔的圆心均分布在同一圆周上，穿过所述沉孔的合金丝经由用于胶合胶水固定所述合金丝和金属圆环，使得相邻金属圆环之间具有一个实现偏转运动的转动自由度，多个线束，线束穿过所述穿线孔以传递牵拉力到所述金属圆环以偏转关节段，驱动装置，其包括，底盘，驱动支撑架，其底部固定连接所述底盘，其顶部固定连接所述机械臂，多个驱动模块，固定于底盘的驱动模块呈环状均匀分布于所述驱动支撑架底部的外侧，所述驱动模块连接两条互成180°布置的线束以施加预定的牵拉力。所述的线驱动连续体机器人中，在金属圆环的上表面布置有2个间隔180°的沉孔，在金属圆环的下表面也布置有2个间隔180°的沉孔，上、下表面的沉孔的圆心连线互成90°，在相邻2个间隔90°的沉孔之间均匀布置有3个穿线孔。所述的线驱动连续体机器人中，2条所述合金丝穿过2个间隔180°的所述沉孔将相邻的第一金属圆环和第二金属圆环连接，第二金属圆环的另外2个所述沉孔中也穿过2条所述合金丝将相邻的第二金属圆环和第三金属圆环连接，穿过所述沉孔的合金丝经由用于胶合金属的胶水固定所述合金丝和金属圆环，以此往复装配机械臂。所述的线驱动连续体机器人中，所述线束与所述穿线孔之间留有间隙。所述的线驱动连续体机器人中，穿过所述穿线孔的线束的末端再通过穿线孔套以固定于关节段，线束与所述穿线孔套过盈配合。所述的线驱动连续体机器人中，所述驱动模块包括，所述线轴支撑架，其固定在底盘上，所述线轴支撑架内装有轴承，减速电机，其固定在底盘上，驱动线轴，经由所述轴承支承的驱动线轴连接所述减速电机以驱动旋转。所述的线驱动连续体机器人中，n为3，m不小于3，每个关节段通过4条线束牵拉，所述线束对应的穿线孔间隔90°，六个驱动模块经由12条线束驱动机械臂。所述的线驱动连续体机器人中，所述合金丝包括镍钛合金丝。所述的线驱动连续体机器人中，所述金属圆环为空心结构。所述的线驱动连续体机器人中，机械臂包括第一关节段、第二关节段和第三关节段，第一关节段通过4条线束牵拉以在空间上两个相互垂直的自由度上偏转，第二关节段通过另外4条线束牵拉以在空间上两个相互垂直的自由度上偏转，第二关节段相对于第一关节段以机械臂初始法线方向为轴具有22.5°的偏转，第三关节段通过另外4条线束牵拉以在空间上两个相互垂直的自由度上偏转，第三关节段相对于第二关节段以机械臂初始法线方向为轴具有22.5°的偏转。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够专利技术中的驱动模块通过线束向机械臂传递运动和动力，驱动后者柔性弯曲，可搭载在不同的移动装置上，能适应多种空间运动。本专利技术结构紧凑且柔情高，具有较强的抗干扰能力，能够精确实现环境中多种障碍的避让，特别适用于发动机叶片故障检测，连续体柔性机器人不同于传统的刚性连杆设计，其具有多节结构的连续形状，具有独特的灵活性，可以到达刚性机器人通常无法到达的地方，对工作空间狭小和多障碍物的避让具有很强的适应性。为航空发动机叶片故障检测提供了一种新技术路线。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。附图说明通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是本专利技术的线驱动连续体机器人结构示意图；图2是本专利技术线驱动连续体机器人的机械臂的结构示意图；图3是本专利技术线驱动连续体机器人的三个金属圆环连接示意图；图4是本专利技术驱动装置结构图；图5是本专利技术驱动模块示意图；图6为机械臂上的关节部线束固定示意图；其中，1为机械臂，2为驱动装置，3为第一关节段，4为第二关节段，5为第三关节段，6为金属圆环，7为镍钛合金丝，8为驱动支撑架，9为驱动模块，10为底盘，11为线轴支撑架，12为驱动线轴，13为轴承，14为减速电机，15为穿孔线套，16为线束，17为沉孔。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。具体实施方式下面将参照附图1至图6更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本专利技术实施例的限定。为了更好地理解，如图1所示，一种线驱动连续体机器人包括机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线驱动连续体机器人，其包括机械臂和驱动装置，其中，/n机械臂包括n个关节段，其中，相邻关节段之间可偏转，每个所述关节段包括，/nm个金属圆环，每个所述金属圆环的上下表面开有多个沉孔以及穿线孔，所述沉孔和穿线孔的圆心均分布在同一圆周上，穿过所述沉孔的合金丝经由用于胶合胶水固定所述合金丝和金属圆环，使得相邻金属圆环之间具有一个实现偏转运动的转动自由度，/n多个线束，线束穿过所述穿线孔以传递牵拉力到所述金属圆环以偏转关节段，/n驱动装置，其包括，/n底盘，/n驱动支撑架，其底部固定连接所述底盘，其顶部固定连接所述机械臂，/n多个驱动模块，固定于底盘的驱动模块呈环状均匀分布于所述驱动支撑架底部的外侧，所述驱动模块连接两条互成180°布置的线束以施加预定的牵拉力。/n

【技术特征摘要】
1.一种线驱动连续体机器人，其包括机械臂和驱动装置，其中，
机械臂包括n个关节段，其中，相邻关节段之间可偏转，每个所述关节段包括，
m个金属圆环，每个所述金属圆环的上下表面开有多个沉孔以及穿线孔，所述沉孔和穿线孔的圆心均分布在同一圆周上，穿过所述沉孔的合金丝经由用于胶合胶水固定所述合金丝和金属圆环，使得相邻金属圆环之间具有一个实现偏转运动的转动自由度，
多个线束，线束穿过所述穿线孔以传递牵拉力到所述金属圆环以偏转关节段，
驱动装置，其包括，
底盘，
驱动支撑架，其底部固定连接所述底盘，其顶部固定连接所述机械臂，
多个驱动模块，固定于底盘的驱动模块呈环状均匀分布于所述驱动支撑架底部的外侧，所述驱动模块连接两条互成180°布置的线束以施加预定的牵拉力。


2.如权利要求1所述的线驱动连续体机器人，其中，优选的，在金属圆环的上表面布置有2个间隔180°的沉孔，在金属圆环的下表面也布置有2个间隔180°的沉孔，上、下表面的沉孔的圆心连线互成90°，在相邻2个间隔90°的沉孔之间均匀布置有3个穿线孔。


3.如权利要求2所述的线驱动连续体机器人，其中，2条所述合金丝穿过2个间隔180°的所述沉孔将相邻的第一金属圆环和第二金属圆环连接，第二金属圆环的另外2个所述沉孔中也穿过2条所述合金丝将相邻的第二金属圆环和第三金属圆环连接，穿过所述沉孔的合金丝经由用于胶合金属的胶水固定所述合金丝和金属圆环，以此往复装配机械臂。


4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金鑫，杨浙帅，郭艳婕，杨来浩，陈雪峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61