多自由度机械臂及机器人制造技术

本发明专利技术涉及关节机器人领域，提供了一种多自由度机械臂及机器人，包括：多个依次连接的关节，每个所述关节内均具有第二腔体，第二腔体用于容纳流体；负压驱动单元，通过配置有通断单元的流通载体连接所述第二腔体，所述通断单元能够在打开状态和关闭状态进行切换，当控制所述通断单元处于打开状态和/或关闭状态时能够使得所述流体流进或流出所述第二腔体使得至少一个所述关节转动进而使得机械臂调整至目标姿态；控制单元，分别与所述通断单元、负压驱动单元控制连接，本发明专利技术中驱动系统易集成，负压驱动装置可内嵌于机械臂连杆或底座之内，结构紧凑，噪音低。噪音低。噪音低。

【技术实现步骤摘要】
多自由度机械臂及机器人


[0001]本专利技术涉及关节机器人
，具体地，涉及一种多自由度机械臂及机器人。

技术介绍

[0002]近年来，随着计算机、电子工程、控制工程、传感器及人工智能等现代科学技术的飞速发展，电动型机器人技术取得了长足的进步。机器人是典型的机电一体化产品，一般由机械本体、控制系统、驱动器、传感器等四部分组成。其中机械本体，通常是一台机械臂，其可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械臂一般由末端执行器、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械臂多采用关节式机械结构，一般具有6个自由度，机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要安装相应的功能端完成相应的任务。
[0003]但现有的多自由度机械臂多采用电机、齿轮等结构，一方面电机、齿轮增加了机械臂的重量，同时也会有一定的噪音，造成机械臂的应用场景受到诸多的限制。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种多自由度机械臂及机器人。
[0005]根据本专利技术提供的一种多自由度机械臂，包括：
[0006]多个依次连接的关节(1)，每个所述关节(1)内均具有第二腔体(112)，第二腔体(112)用于容纳流体；
[0007]负压驱动单元，通过配置有通断单元(9)的流通载体连接所述第二腔体(112)，所述通断单元(9)能够在打开状态和关闭状态进行切换，当控制所述通断单元(9)处于打开状态和/或关闭状态时能够使得所述流体流进或流出所述第二腔体(112)使得至少一个所述关节(1)转动进而使得机械臂调整至目标姿态；
[0008]控制单元，分别与所述通断单元(9)、负压驱动单元控制连接。
[0009]优选地，所述关节(1)被配置为具有第一壳体(11)、一端位于第一壳体(11)内部的第一转轴(12)、套装在所述第一转轴(12)上并位于第一壳体(11)内部的第一转动体(13)、套装在所述第一转轴(12)另一端的第二壳体(14)以及布置在第一壳体(11)内部的第一隔断(15)；
[0010]所述第一隔断(15)、第一转动体(13)共同将所述第一壳体(11)分割为第一腔体(111)以及第二腔体(112)，第一隔断(15)能够对第一转动体(13)的转动行程进行限位，其中，第二腔体(112)为流体空间，所述第二腔体(112)内部流进或流出流体进而能够驱使第一转动体(13)通过第一转轴(12)带动第二壳体(14)转动实现关节(1)转动。
[0011]优选地，所述负压驱动单元包括第一驱动腔体(4)以及第二驱动腔体(5)；
[0012]所述第一驱动腔体(4)用于驱使所述流体流入所述第二腔体(112)进而使得所述第一转动体(13)通过第一转轴(12)带动第二壳体(14)绕第一旋转方向旋转；所述第二驱动腔体(5)用于驱使流体从所述第二腔体(112)中流出进而使得第一转动体(13)通过第一转轴(12)带动第二壳体(14)绕第二旋转方向旋转，所述第一旋转方向与第二旋转方向相反；
[0013]其中，所述第一驱动腔体(4)、第二驱动腔体(5)的驱动方式均能够采用平动驱动和转动驱动中的一种。
[0014]优选地，所述第一驱动腔体(4)能够采用如下任一种结构：
[0015]包括第三壳体(41)、位于第三壳体(41)内部的第二转轴(42)、套装在所述第二转轴(42)上并位于第三壳体(41)内部的第二转动体(43)以及布置在第三壳体(41)内部的第二隔断(44)，第二转动体(43)、第二隔断(44)共同将第三壳体(41)的内部分割为第三腔体(45)、第四腔体(46)，第四腔体(46)为流体空间；
[0016]包括第一平动体(47)、布置在第一平动体(47)同一侧且并列布置的第一缸体(48)、第二缸体(49)，所述第一平动体(47)的两个支腿分别延伸到第一缸体(48)、第二缸体(49)的内部并分别与第一缸体(48)、第二缸体(49)共同形成第三腔体(45)、第四腔体(46)，所述第四腔体(46)为流体空间；
[0017]其中，驱使所述流体流入所述第二腔体(112)是由负压腔室第三腔体(45)提供动力，所述第三腔体(45)中的负压来自于如下任一种或任多种方式：
[0018]负压泵抽气形成；
[0019]第四腔体(46)中注入流体进而驱使第二转动体(43)转动或第一平动体(47)平动形成；
[0020]外部机械能驱使第二转动体(43)转动或第一平动体(47)平动形成；
[0021]所述第二驱动腔体(5)能够采用如下任一种结构：
[0022]包括第四壳体(51)、位于第四壳体(51)内部的第三转轴(52)、套装在所述第三转轴(52)上并位于第四壳体(51)内部的第三转动体(53)以及布置在第四壳体(51)内部的第三隔断(54)，第三转轴(52)、第三隔断(54)共同将第四壳体(51)的内部分割为第五腔体(55)、第六腔体(56)，所述第五腔体(55)为流体空间；
[0023]包括第二平动体(57)、布置在第二平动体(57)两侧的第三缸体(58)、第四缸体(59)，所述第二平动体(57)的两端分别延伸到第三缸体(58)、第四缸体(59)的内部并分别与第三缸体(58)、第四缸体(59)共同形成第五腔体(55)、第六腔体(56)，所述第五腔体(55)为流体空间；
[0024]其中，驱使所述流体流出所述第二腔体(112)是由第六腔体(56)提供动力，所述第六腔体(56)中的动力来自于负压能并能够采用如下任一种或任多种方式：
[0025]负压泵抽气形成负压腔体；
[0026]外部机械能驱使第三转动体(53)转动或第二平动体(57)平动形成负压腔体；
[0027]内部体积变化材料(7)体积变小形成负压腔体。
[0028]优选地，所述第四腔体(46)通过配置有单向阀(8)的管路连接第五腔体(55)，所述流通载体包括第一流道(101)以及第二流道(102)，所述第二腔体(112)通过第一流道(101)连接所述第四腔体(46)，所述第二腔体(112)通过第二流道(102)连接所述第五腔体(55)，所述第一流道(101)以及第二流道(102)上均配置有通断单元(9)。
[0029]优选地，所述体积变化材料(7)中配置有温度变化器件，所述温度变化器件采用有线加热或采用无线加热。
[0030]优选地，所述通断单元(9)采用阀门或者采用具有智能材料的通断装置；
[0031]所述通断单元(9)的打开状态的开度大小能够被调节至0～100％中的任意开度。
[0032]优选地，具有智能材料的通断装置包括第五壳体(91)以及布置在所述第五壳体(91)内部并将所述第五壳体(91)内部分割为第一容纳腔(911)、第二容纳腔(912)的隔离膜片(92)；
[0033]所述第二容纳腔(912)的外部包裹有柔性膜(93)，柔性膜(93)的底端为可形变端(931)，所述第一容纳腔(911)的内部设置有往复运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由度机械臂，其特征在于，包括：多个依次连接的关节(1)，每个所述关节(1)内均具有第二腔体(112)，第二腔体(112)用于容纳流体；负压驱动单元，通过配置有通断单元(9)的流通载体连接所述第二腔体(112)，所述通断单元(9)能够在打开状态和关闭状态进行切换，当控制所述通断单元(9)处于打开状态和/或关闭状态时能够使得所述流体流进或流出所述第二腔体(112)使得至少一个所述关节(1)转动进而使得机械臂调整至目标姿态；控制单元，分别与所述通断单元(9)、负压驱动单元控制连接。2.根据权利要求1所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述关节(1)被配置为具有第一壳体(11)、一端位于第一壳体(11)内部的第一转轴(12)、套装在所述第一转轴(12)上并位于第一壳体(11)内部的第一转动体(13)、套装在所述第一转轴(12)另一端的第二壳体(14)以及布置在第一壳体(11)内部的第一隔断(15)；所述第一隔断(15)、第一转动体(13)共同将所述第一壳体(11)分割为第一腔体(111)以及第二腔体(112)，第一隔断(15)能够对第一转动体(13)的转动行程进行限位，其中，第二腔体(112)为流体空间，所述第二腔体(112)内部流进或流出流体进而能够驱使第一转动体(13)通过第一转轴(12)带动第二壳体(14)转动实现关节(1)转动。3.根据权利要求2所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述负压驱动单元包括第一驱动腔体(4)以及第二驱动腔体(5)；所述第一驱动腔体(4)用于驱使所述流体流入所述第二腔体(112)进而使得所述第一转动体(13)通过第一转轴(12)带动第二壳体(14)绕第一旋转方向旋转；所述第二驱动腔体(5)用于驱使流体从所述第二腔体(112)中流出进而使得第一转动体(13)通过第一转轴(12)带动第二壳体(14)绕第二旋转方向旋转，所述第一旋转方向与第二旋转方向相反；其中，所述第一驱动腔体(4)、第二驱动腔体(5)的驱动方式均能够采用平动驱动和转动驱动中的一种。4.根据权利要求3所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述第一驱动腔体(4)能够采用如下任一种结构：包括第三壳体(41)、位于第三壳体(41)内部的第二转轴(42)、套装在所述第二转轴(42)上并位于第三壳体(41)内部的第二转动体(43)以及布置在第三壳体(41)内部的第二隔断(44)，第二转动体(43)、第二隔断(44)共同将第三壳体(41)的内部分割为第三腔体(45)、第四腔体(46)，第四腔体(46)为流体空间；包括第一平动体(47)、布置在第一平动体(47)同一侧且并列布置的第一缸体(48)、第二缸体(49)，所述第一平动体(47)的两个支腿分别延伸到第一缸体(48)、第二缸体(49)的内部并分别与第一缸体(48)、第二缸体(49)共同形成第三腔体(45)、第四腔体(46)，所述第四腔体(46)为流体空间；其中，驱使所述流体流入所述第二腔体(112)是由负压腔室第三腔体(45)提供动力，所述第三腔体(45)中的负压来自于如下任一种或任多种方式：负压泵抽气形成；第四腔体(46)中注入流体进而驱使第二转动体(43)转动或第一平动体(47)平动形成；外部机械能驱使第二转动体(43)转动或第一平动体(47)平动形成；
所述第二驱动腔体(5)能够采用如下任一种结构：包括第四壳体(51)、位于第四壳体(51)内部的第三转轴(52)、套装在所述第三转轴(52)上并位于第四壳体(51)内部的第三转动体(53)以及布置在第四壳体(51)内部的第三隔断(54)，第三转轴(52)、第三隔断(54)共同将第四壳体(51)的内部分割为第五腔体(55)、第六腔体(56)，所述第五腔体(55)为流体空间；包括第二平动体(57)、布置在第二平动体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌堂，张亚辉，
申请(专利权)人：上海伶机智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：