一种刚度可控的链条结构及其柔性机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种刚度可控的链条结构及其柔性机械臂。该链条结构包括链节，相邻两个链节通过转轴铰接，链节上均设有旋转相对的锁定孔，锁定孔与锁定销配合，锁定销与锁定执行机构连接。该机械臂由若干链节依次转动联接构成。本发明专利技术的有益效果：使用链式结构，实现了机械臂的刚度可变；使用电磁推杆作为锁定/解除机构动力源，结构简单，控制可靠，价格低廉；定位式电磁推杆，通过磁力锁定推杆稳定在指定位置，无需电、压力等有源动力，具有时效自保持特性；在使用过程中，也不会因外部电磁干扰造成误动作。误动作。误动作。

【技术实现步骤摘要】
一种刚度可控的链条结构及其柔性机械臂


[0001]本专利技术属于自动化设备
，具体为一种刚度可控的链条结构及其柔性机械臂。

技术介绍

[0002]在自动化设备中，大量采用机械臂结构进行物体的移动、检测等操作。传统的刚性机械臂，制造完成后即无法改变形状，在其升降、平移等运动中，需要为其预留活动空间，导致设备体积偏大，难以小型化。
[0003]而基于橡胶类材料的纯柔性臂，其形状可以快速发生变化，能够收纳在小型空间中，但使用寿命较短，还难以承受较大的负载，否则会造成机体难以恢复的形变甚至损伤。
[0004]因此，需要设计一种兼具刚性机械臂，能够承受大载荷，同时也能收纳到小空间内的机械臂，以满足现代桌面化、小型化设备的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：本专利技术提供了一种刚度可控的链条结构及其柔性机械臂，解决了现有机械臂无法小型化或承载能力差的问题。
[0006]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
[0007]一种刚度可控的链条结构，包括链节，相邻两个链节通过转轴铰接，链节上均设有旋转相对的锁定孔，锁定孔与锁定销配合，锁定销与锁定执行机构连接。
[0008]进一步的，所述的链节上均设有锁定片，锁定孔位于锁定片上。
[0009]进一步的，一链节的锁定片位于两侧外部，另一链节的锁定片位于两侧内部。
[0010]进一步的，所述的锁定片为圆形，锁定片以转轴为圆心布置。
[0011]进一步的，所述的锁定执行机构包括连杆，锁定销与连杆铰接，锁定销套设在转轴上，连杆与推杆铰接，推杆伸缩活动设在链节上。
[0012]进一步的，所述的推杆上设有推杆磁铁，链节上设有位于推杆处的定位磁铁和电磁线圈，推杆磁铁和定位磁铁的磁极相反布置，电磁线圈沿推杆磁铁的磁极方向布置。
[0013]进一步的，还包括控制套筒，控制套筒的内侧设有信号触头，链节上设有信号触点，信号触点与信号触头位于同侧，信号触点与电磁线圈连接。
[0014]一种上述的链条结构的柔性机械臂，机械臂由若干链节依次转动联接构成。
[0015]本专利技术实现的功能：
[0016]1.设计一种多刚性单体联结成的，可变形臂状结构。
[0017]2.设计一种快速稳定的变形控制机构和方法，并且易于工程实现、高性价比。
[0018]3.具有失效保护机能，尤其是电力、压力等驱动源完全丧失的情况下，仍能保持形体的稳定性。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]1.使用链式结构，实现了机械臂的刚度可变。
[0021]2.使用电磁推杆作为锁定/解除机构动力源，结构简单，控制可靠，价格低廉。
[0022]3.定位式电磁推杆，通过磁力锁定推杆稳定在指定位置，无需电、压力等有源动力，具有时效自保持特性；在使用过程中，也不会因外部电磁干扰造成误动作。
[0023]前述本专利技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本专利技术可采用并要求保护的方案；且本专利技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本专利技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的链节结构示意图一。
[0025]图2是本专利技术的链节结构示意图二。
[0026]图3是本专利技术的信号接触示意图。
[0027]图4是本专利技术的变形控制结构示意图。
[0028]图中：1
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链节，2
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信号触点，3
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转轴，4
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锁定片，5
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锁定孔，6
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控制套筒，7
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信号触头，8
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推杆磁铁，9
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定位磁铁，10
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推杆，11
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连杆，12
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锁定销，13
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电磁线圈；101
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链节n，102
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锁定孔n，103
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链节n+1，104
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锁定孔n+1。
具体实施方式
[0029]下列非限制性实施例用于说明本专利技术。
[0030]实施例1
[0031]参考图1～图4所示，一种刚度可控的链条结构，包括链节1，为便于叙述，相邻的两个链节1表示为链节n 101和链节n+1 103，链节n 101与链节n+1 103之间通过转轴3铰接，形成转动副。
[0032]每个转动副处，链节n 101上设有两个位于外部的锁定片4，该锁定片4上设有锁定孔n 102，链节n+1 103上设有两个位于内部的锁定片4，该锁定片4上设有锁定孔n+1 104，锁定片4为圆形，锁定片4以转轴3为圆心布置。
[0033]锁定片4上的锁定孔5旋转相对，即锁定孔5距转轴3的距离相同，锁定孔5位于相同的旋转路径上，通过旋转运动，即可实现两个锁定孔5的相对重合或者错开。
[0034]锁定孔5与锁定销12配合，锁定销12与锁定执行机构连接，通过锁定执行机构带动锁定销12插入或退出锁定孔，实现锁定或解除。同时锁定片4固联于链节，即锁止锁定片，链节也随之锁定。在每个链节未锁止时，可以自由转动，表现与普通链条一样。
[0035]锁定执行机构包括推杆磁铁8、定位磁铁9、推杆10、连杆11和电磁线圈13。锁定销12为L形，锁定销12的一端套设在纵向的转轴3上，锁定销12的另一端用于插入锁定孔5中。
[0036]锁定销12的拐角处与连杆11铰接，连杆11与横向滑移的推杆10铰接，推杆10伸缩活动设在链节1上。推杆10向左运动，在连杆11的顶撑作用下，定位销向外运动实现插入锁定。推杆10向右运动，在连杆11的拉拽作用下，定位销向内运动实现退出解锁。
[0037]推杆10上固结有推杆磁铁8，链节1上设有位于推杆10两侧的定位磁铁9和电磁线圈13，推杆磁铁8和定位磁铁9的磁极相反布置，电磁线圈13沿推杆磁铁8的磁极方向布置。
[0038]推杆10在电磁力的作用下能够左右横向滑动，电磁力由电磁线圈13产生，力方向
由电压极性决定。由于推杆磁铁8与定位磁铁9的磁极方向相反，并定位磁铁9位于中部位置，因此推杆只能处于最左或最右两个位置。
[0039]当推杆在最右位置时，锁定销处于锁定解除状态，相邻链节可自由转动。当推杆处于最左位置时，锁定销处于锁定状态，相邻链节成为不可相对转动的刚性结构。
[0040]由于电磁线圈13需要供电，因此还包括控制套筒6，控制套筒6的内侧设有信号触头7，链节1上设有信号触点2，信号触点2与信号触头7位于同侧，信号触点2与电磁线圈13连接。
[0041]每个信号触点实际由两个相互绝缘的电极片构成，两个电极片分别与内部的一个电磁线圈两端相联，实现对电磁线圈的供电输送。链条依次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚度可控的链条结构，包括链节(1)，相邻两个链节(1)通过转轴(3)铰接，其特征在于：所述的链节(1)上均设有旋转相对的锁定孔(5)，锁定孔(5)与锁定销(12)配合，锁定销(12)与锁定执行机构连接。2.根据权利要求1所述的刚度可控的链条结构，其特征在于：所述的链节(1)上均设有锁定片(4)，锁定孔(5)位于锁定片(4)上。3.根据权利要求2所述的刚度可控的链条结构，其特征在于：一链节(1)的锁定片(4)位于两侧外部，另一链节(1)的锁定片位于两侧内部。4.根据权利要求2或3所述的刚度可控的链条结构，其特征在于：所述的锁定片(4)为圆形，锁定片(4)以转轴(3)为圆心布置。5.根据权利要求1所述的刚度可控的链条结构，其特征在于：所述的锁定执行机构包括连杆(11)，锁定销(12)与连杆(11)铰接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德麾，姜世平，董小春，杨武，谢伟民，张宜文，
申请(专利权)人：四川云盾光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：