一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，包括多自由度机械主体、结构动态化象鼻仿生活动机构、万能包裹式章鱼触手型拾取机构和防牵扯式重量转移设备保护机构，所述结构动态化象鼻仿生活动机构设于多自由度机械主体内，所述防牵扯式重量转移设备保护机构设于结构动态化象鼻仿生活动机构的下端，所述万能包裹式章鱼触手型拾取机构设于防牵扯式重量转移设备保护机构的下端。本发明专利技术属于基于组合原理的仿生多自由度机械设备技术领域，具体是指一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备。机械设备。机械设备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备


[0001]本专利技术属于基于组合原理的仿生多自由度机械设备
，具体是指一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备。

技术介绍

[0002]随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机械式机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可靠性高，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点。
[0003]在诸多作业环境内作业内容比较复杂，例如巷道内施工作业等，为了提高机械化作业程度、降低人工劳动强度和作业风险，需要引进机械臂代替人工作业。工程作业设备机械臂多为起吊臂，起吊臂底座具有回转装置，液压马达提供回转动力，起吊臂通过俯仰油缸和伸缩油缸，还可完成俯仰和伸缩运动，进而完成起吊作业，以上运动的控制均通过液压阀组实现。
[0004]现有技术中的工程作业臂运行自由度有限，作业不灵活，无法适应复杂环境的施工作业。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，为了解决现有技术中的工程作业臂运行自由度有限，作业不灵活，无法适应复杂环境的施工作业的问题，本专利技术以基于仿生学原理，创造性地提出了结构动态化象鼻仿生活动机构和万能包裹式章鱼触手型拾取机构，在可适应复杂多变的施工作业。
[0006]本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提供了一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，包括多自由度机械主体、结构动态化象鼻仿生活动机构、万能包裹式章鱼触手型拾取机构和防牵扯式重量转移设备保护机构，所述结构动态化象鼻仿生活动机构设于多自由度机械主体内，所述防牵扯式重量转移设备保护机构设于结构动态化象鼻仿生活动机构的下端，所述万能包裹式章鱼触手型拾取机构设于防牵扯式重量转移设备保护机构的下端。
[0007]进一步地，所述多自由度机械主体包括底座、支撑架、滑杆、丝杠、电机一、升降块、铰链一、铰链二、联动块和连接杆，所述支撑架设于多自由度机械主体上，所述底座设于支撑架内底端，所述电机一设于底座上，所述丝杠的一端设于电机一的输出端，所述丝杠的另一端设于支撑架的内壁上端，所述滑杆的一端设于底座上，所述滑杆的另一端设于支撑架的内壁上端，所述升降块滑动套接设于滑杆上，所述升降块套接设于丝杠上，所述丝杠和升降块为啮合转动相连，所述铰链一设于升降块上，所述连接杆的一端设于铰链一上，所述铰链二设于连接杆的另一侧，所述联动块设于铰链二上，电机一输出端转动带动丝杠转动，丝杠转动带动升降块运动，升降块运动带动铰链一运动，铰链一运动带动连接杆运动，连接杆运动带动联动块运动，联动块运动带动结构动态化象鼻仿生活动机构运动，从而调整结构动态化象鼻仿生活动机构的高度。
[0008]进一步地，所述结构动态化象鼻仿生活动机构包括多块组合式牵拉逆反馈机构、嵌套型组合式横维调整机构和反向作用型纵维调整机构，所述多块组合式牵拉逆反馈机构设于联动块的下端，所述嵌套型组合式横维调整机构设于多块组合式牵拉逆反馈机构的上，所述反向作用型纵维调整机构设于嵌套型组合式横维调整机构上。
[0009]进一步地，所述多块组合式牵拉逆反馈机构包括仿生块一、仿生块二、支撑弹簧、横维调整孔一、横维调整孔二、纵维调整孔一、纵维调整孔二和支撑波纹管，所述仿生块一设于联动块的下端，所述支撑弹簧的一端设于仿生块一的下端，所述仿生块二设于支撑弹簧的另一端，所述横维调整孔一设于仿生块一的左侧，所述横维调整孔二对称设于仿生块一的右侧，所述纵维调整孔一设于仿生块一的上侧，所述纵维调整孔二对称设于仿生块一的下侧，所述仿生块二和仿生块一结构相同，所述支撑波纹管的一端设于仿生块一的下端，所述支撑波纹管的另一端设于仿生块二的上端。
[0010]进一步地，所述嵌套型组合式横维调整机构包括固定件、圆环一、圆环二、滑槽一、滑轮一、齿轮一、齿块一、链条一和电机二，所述固定件设于仿生块一上，所述圆环一设于固定件的上端，所述滑槽一设于圆环一内，所述滑轮一的一端滑动设于滑槽一内，所述圆环二的内侧设于滑轮一的另一端，所述齿块一环形整列设于圆环二的侧壁上，所述电机二设于仿生块一上，所述齿轮一设于电机二的输出端，所述齿轮一和齿块一为啮合转动相连，所述链条一啮合绕接设于齿块一上，所述链条一的一端设于结构动态化象鼻仿生活动机构的底端左侧，所述链条一的另一端设于结构动态化象鼻仿生活动机构的底端右侧，电机二输出端转动带动齿轮一转动，齿轮一转动带动齿块一转动，齿块一转动拉动嵌套型组合式横维调整机构，由于嵌套型组合式横维调整机构的一端穿过横维调整孔一，嵌套型组合式横维调整机构的另一端穿过横维调整孔二，结构动态化象鼻仿生活动机构可根据需要调整横向的弯度。
[0011]进一步地，所述反向作用型纵维调整机构包括转动轴、转盘、齿轮二、齿块二、电机三和链条二，所述转动轴转动设于圆环一的内壁上，所述转盘套接设于转动轴上，所述齿块二环形阵列设于转盘的侧壁上，所述电机三设于圆环一的内壁下端，所述齿轮二设于电机三的输出端，所述齿轮二和齿块二为啮合转动相连，所述链条二啮合绕接设于齿块二上，所述链条二的一端设于结构动态化象鼻仿生活动机构的底端上侧，所述链条二的另一端设于结构动态化象鼻仿生活动机构的底端下侧，电机三输出端转动带动齿轮二转动，齿轮二转动带动齿块二转动，齿块二转动拉动链条二，链条二的一端穿过纵维调整孔一，链条二的另一端穿过纵维调整孔二，结构动态化象鼻仿生活动机构可根据需要调整纵向的弯度。
[0012]进一步地，所述万能包裹式章鱼触手型拾取机构包括曲面型多自由度包裹抓合机构和相变式形态变化型加固机构，所述曲面型多自由度包裹抓合机构设于防牵扯式重量转移设备保护机构的下端，所述相变式形态变化型加固机构设于曲面型多自由度包裹抓合机构内。
[0013]进一步地，所述曲面型多自由度包裹抓合机构包括弹性记忆合金复位条、硅树脂波纹软管、支撑圆环、伸缩波纹软管、底盘、气泵和卡件，所述底盘设于防牵扯式重量转移设备保护机构的下端，所述硅树脂波纹软管设于底盘的下端，所述支撑圆环设于硅树脂波纹软管内，所述气泵设于底盘内，所述伸缩波纹软管的一端设于气泵的抽气端，所述伸缩波纹软管的另一端设于硅树脂波纹软管的尾端，所述卡件套接设于伸缩波纹软管上，所述卡件
设于硅树脂波纹软管的外壁上，所述弹性记忆合金复位条设于硅树脂波纹软管的内壁上端，调整好位置后，气泵开始抽气，伸缩波纹软管缩短带动硅树脂波纹软管收缩，吸盘贴合在物体上进行吸附，直至硅树脂波纹软管将物体完全包裹。
[0014]进一步地，所述相变式形态变化型加固机构包括电流变液、抽气波纹管和吸盘，所述吸盘设于硅树脂波纹软管的外壁下端，所述抽气波纹管的一端设于气泵的抽气管，所述抽气波纹管的另一端贯通设于吸盘上，所述电流变液设于硅树脂波纹软管内，对电流变液通电，电流变液由液态转变为固态，防止物体由于过重导致滑落。
[0015]进一步地，所述防牵扯式重量转移设备保护机构包括电机四、齿轮三、齿块三、支撑杆、滑轮二和环形滑槽二，所述环形滑槽二设于底盘内侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，其特征在于：包括多自由度机械主体（1）、结构动态化象鼻仿生活动机构（2）、万能包裹式章鱼触手型拾取机构（3）和防牵扯式重量转移设备保护机构（4），所述结构动态化象鼻仿生活动机构（2）设于多自由度机械主体（1）内，所述防牵扯式重量转移设备保护机构（4）设于结构动态化象鼻仿生活动机构（2）的下端，所述万能包裹式章鱼触手型拾取机构（3）设于防牵扯式重量转移设备保护机构（4）的下端。2.根据权利要求1所述的一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，其特征在于：所述多自由度机械主体（1）包括底座（5）、支撑架（6）、滑杆（7）、丝杠（8）、电机一（9）、升降块（10）、铰链一（11）、铰链二（12）、联动块（13）和连接杆（14），所述支撑架（6）设于多自由度机械主体（1）上，所述底座（5）设于支撑架（6）内底端，所述电机一（9）设于底座（5）上，所述丝杠（8）的一端设于电机一（9）的输出端，所述丝杠（8）的另一端设于支撑架（6）的内壁上端，所述滑杆（7）的一端设于底座（5）上，所述滑杆（7）的另一端设于支撑架（6）的内壁上端，所述升降块（10）滑动套接设于滑杆（7）上，所述升降块（10）套接设于丝杠（8）上，所述丝杠（8）和升降块（10）为啮合转动相连，所述铰链一（11）设于升降块（10）上，所述连接杆（14）的一端设于铰链一（11）上，所述铰链二（12）设于连接杆（14）的另一侧，所述联动块（13）设于铰链二（12）上。3.根据权利要求2所述的一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，其特征在于：所述结构动态化象鼻仿生活动机构（2）包括多块组合式牵拉逆反馈机构（15）、嵌套型组合式横维调整机构（16）和反向作用型纵维调整机构（17），所述多块组合式牵拉逆反馈机构（15）设于联动块（13）的下端，所述嵌套型组合式横维调整机构（16）设于多块组合式牵拉逆反馈机构（15）的上，所述反向作用型纵维调整机构（17）设于嵌套型组合式横维调整机构（16）上。4.根据权利要求3所述的一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，其特征在于：所述多块组合式牵拉逆反馈机构（15）包括仿生块一（18）、仿生块二（19）、支撑弹簧（20）、横维调整孔一（21）、横维调整孔二（22）、纵维调整孔一（23）、纵维调整孔二（24）和支撑波纹管（25），所述仿生块一（18）设于联动块（13）的下端，所述支撑弹簧（20）的一端设于仿生块一（18）的下端，所述仿生块二（19）设于支撑弹簧（20）的另一端，所述横维调整孔一（21）设于仿生块一（18）的左侧，所述横维调整孔二（22）对称设于仿生块一（18）的右侧，所述纵维调整孔一（23）设于仿生块一（18）的上侧，所述纵维调整孔二（24）对称设于仿生块一（18）的下侧，所述仿生块二（19）和仿生块一（18）结构相同，所述支撑波纹管（25）的一端设于仿生块一（18）的下端，所述支撑波纹管（25）的另一端设于仿生块二（19）的上端。5.根据权利要求4所述的一种基于组合原理的仿生多自由度机械设备，其特征在于：所述嵌套型组合式横维调整机构（16）包括固定件（26）、圆环一（27）、圆环二（28）、滑槽一（29）、滑轮一（30）、齿轮一（31）、齿块一（32）、链条一（33）和电机二（34），所述固定件（26）设于仿生块一（18）上，所述圆环一（27）设于固定件（26）的上端，所述滑槽一（29）设于圆环一（27）内，所述滑轮一（30）的一端滑动设于滑槽一（29）内，所述圆环二（28）的内侧设于滑轮一（30）的另一端，所述齿块一（32）环形整列设于圆环二（28）的侧壁上，所述电机二（34）设于仿生块一（18）上，所述齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕持，
申请(专利权)人：株洲华匠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：