本公开揭示了一种叉簧片式双芯柱连续体机器人，包括：驱动装置，其包括多个驱动单元，用于通过驱动线缆对连续体机器人进行驱动使得连续体机器人执行弯曲运动；连续体机械臂，其通过驱动线缆与驱动装置连接，所述连续体机械臂包括M段关节，相邻关节之间可偏转，所述连续体机械臂在所述驱动装置的驱动下执行弯曲运动；进给丝杠模组，其置于所述驱动装置底部，所述进给丝杠模组具有沿进给方向的预定进给滑程，使得驱动装置在预定滑程内进给运动。使得驱动装置在预定滑程内进给运动。使得驱动装置在预定滑程内进给运动。
【技术实现步骤摘要】
一种叉簧片式双芯柱连续体机器人单元及机器人
[0001]本公开属于机器人
，具体涉及一种叉簧片式双芯柱连续体机器人单元及机器人。
技术介绍
[0002]传统的单芯柱结构的连续体机器人虽然具有良好的柔顺性，但是通常存在易扭转、易失稳、负载能力低等问题，其运动的可靠性相对较差；尽管基于双芯柱结构的设计从一定程度上提高了连续体机器人的抗扭转能力、稳定性与负载能力，但是，随着长径比的增加，上述问题依然存在，并且这对连续体机器人的运动精度产生了极大地影响。虽然基于十字万向节等刚性关节的连续体机器人相对于上述柔性关节的连续体机器人在运动精度、抗扭转能力、负载能力上都有了大幅地提升，但是刚性的关节限制了这类连续体机器人的柔顺性与灵活性，以及其对狭窄受限空间的适应能力。
[0003]相较于传统的工业机器人，连续体机器人由于其特有的灵活性与柔顺性，在管道探测、微创手术、航发检测、震后搜救等领域展现出了重要的应用价值，但同时连续体机器人也存在着柔性与刚性这对矛盾的问题，因此，有必要设计一种兼具柔顺性与抗扭转能力的连续体机器人。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种叉簧片式双芯柱连续体机器人，通过引入交叉簧片的辅助设计，能够对双芯柱结构的弯曲起到了辅助导向作用，极大地提高了机械臂的抗扭曲能力。
[0005]为了实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
[0006]一种交叉簧片式双芯柱连续体机器人，包括：
[0007]驱动装置，用于通过驱动线缆对连续体机器人进行驱动使得连续体机器人执行弯曲运动；
[0008]连续体机械臂，其通过驱动线缆与驱动装置连接，所述连续体机械臂至少包括一个单段机械臂结构，每个单段机械臂结构包括M段关节，相邻关节之间可偏转，所述连续体机械臂在所述驱动装置的驱动下执行弯曲运动；
[0009]进给丝杠模组，其置于所述驱动装置底部，所述进给丝杠模组具有沿进给方向的预定进给滑程，使得驱动装置在预定滑程内进给运动。
[0010]优选的，每段关节包括N个依次连接且结构相同的连续体机械臂模块。
[0011]优选的，每个连续体机械臂模块包括金属环构件和柔性杆。
[0012]优选的，所述金属环构件上设置有柔性杆盲孔。
[0013]优选的，所述金属环构件的两侧设置有交叉簧片。
[0014]优选的，所述金属环构件为中空结构。
[0015]优选的，所述柔性杆采用超弹镍钛记忆合金。
[0016]优选的，优选的，所述金属环构件上还设置有线缆通孔，所述驱动线缆穿过线缆通孔传递牵引力至金属环构件以偏转关节。
[0017]优选的，所述丝杠模组包括丝杠、滑动连接丝杠的滑块和用于驱动丝杠的丝杠电机。
[0018]优选的，所述进给丝杠模组包括驱动电机、滚珠丝杆和进给滑台。
[0019]与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
[0020]1、通过引入交叉簧片的辅助设计，对双芯柱结构的弯曲起到了辅助导向作用，极大地提高了机械臂的抗扭曲能力。
[0021]2、本公开结构小型化，布局紧凑合理，具有可扩展性。
附图说明
[0022]图1是本公开一个实施例提供一种交叉簧片式双芯柱连续体机器人的结构示意图；
[0023]图2是图1所示机器人中连续体机械臂的结构示意图；
[0024]图3是图2所示连续体机械臂中单段机械臂的结构示意图；
[0025]图4是图3所示单段机械臂中金属环的示意图；
[0026]图5是本公开另一个实施例提供的单段机械臂的结构示意图；
[0027]图6是图5所示单段机械臂中C型结构交叉簧片的示意图；
[0028]附图中的标记说明如下：
[0029]1‑
驱动装置；2
‑
连续体机械臂；3
‑
进给丝杠模组；4
‑
空心圆锥式连接件；5
‑
单段机械臂结构；6
‑
连续体机械臂模块；7
‑
金属环构件；8
‑
紧定螺钉；9
‑
一体式十字型结构交叉簧片；10
‑
圆头螺钉；11
‑
柔性杆；12
‑
线缆通孔；13
‑
柔性杆盲孔；14
‑
凸台斜切面；15
‑
凸台；16
‑
柔性杆螺纹孔；17
‑
交叉簧片螺纹孔；18
‑
C型结构交叉簧片。
具体实施方式
[0030]下面将参照附图1至图6详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开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公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0031]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作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。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公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0032]为便于对本公开实施例的理解，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公开实施例的限定。
[0033]一个实施例中，如图1所示，本公开提供一种交叉簧片式双芯柱连续体机器人，包
括：
[0034]驱动装置1，用于通过驱动线缆对连续体机器人进行驱动使得连续体机器人执行弯曲运动。
[0035]连续体机械臂2，其通过空心圆锥式连接件4连接至机器人本体上，且通过驱动线缆与驱动装置1连接，所述连续体机械臂2至少包括一个单段机械臂结构5，每个单段机械臂结构包括M段关节，相邻关节之间可偏转，所述连续体机械臂2在所述驱动装置1的驱动下执行弯曲运动；
[0036]进给丝杠模组3，其置于所述驱动装置1底部，所述进给丝杠模组3具有沿进给方向的预定进给滑程，使得所述驱动装置1在预定滑程内进给运动。
[0037]上述实施例所述的机器人有相同结构的模块装配而成结构紧凑、布局均匀，能够在最大程度上减小摩擦，提高了驱动效率，进而实现连续体机器人的弯曲运动。
[0038]另一个实施例中，如图2所示，每段关节包括N个依次连接且结构相同的连续体机械臂模块。
[0039]另一个实施例中，如图3所示，每个连续体机械臂模块6包括金属环构件7和柔性杆11。
[0040]本实施例中，金属环构件7包括上金属环和下金属环，上金属环的上、下表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种交叉簧片式双芯柱连续体机器人，包括：驱动装置，用于通过驱动线缆对连续体机器人进行驱动使得连续体机器人执行弯曲运动；连续体机械臂，其通过驱动线缆与驱动装置连接，所述连续体机械臂至少包括一个单段机械臂结构，每个单段机械臂结构包括M段关节，相邻关节之间可偏转，所述连续体机械臂在所述驱动装置的驱动下执行弯曲运动；进给丝杠模组，其置于所述驱动装置底部，所述进给丝杠模组具有沿进给方向的预定进给滑程，使得驱动装置在预定滑程内进给运动。2.根据权利要求1所述的机器人，其中，优选的，每段关节包括N个依次连接且结构相同的连续体机械臂模块。3.根据权利要求2所述的机器人，其中，每个连续体机械臂模块包括金属环构件和柔性杆。4.根据权利要求3所述的机...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨来浩，杨浙帅，孙瑜，刘乙雪，陈雪峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。