一种水压人工肌肉驱动的机械臂模块及模块化机械臂制造技术

本发明专利技术提供一种水压人工肌肉驱动的机械臂模块及模块化机械臂，所述机械臂模块包括关节连杆

【技术实现步骤摘要】
一种水压人工肌肉驱动的机械臂模块及模块化机械臂


[0001]本专利技术涉及模块化机器人
，具体而言，尤其涉及一种水压人工肌肉驱动的机械臂模块及模块化机械臂
。

技术介绍

[0002]水面漂浮物的打捞是海上应急救援保障的一项重要举措
。
传统水面打捞作业机械臂通常采用的驱动方式是液压驱动和电机驱动
。
液压驱动方式的输出力
/
输出力矩远远大于相同体积下的电机驱动方式，具有高功率重量比
、
易实现过载保护
、
不易腐蚀等优点，但液压驱动的工作介质一般为液压油，与海洋环境不兼容，易发生泄漏污染海洋环境，同时也存在液压装置重量大
、
不容易实现小型化等缺点
。
电机驱动方式整体结构简单，具有精确的运动控制和力
/
力矩控制能力等优点，但该方式容易受到海水侵入，需要良好的密封处理，同时也存在功率密度低
、
体积庞大
、
可靠性较差等缺点
。
[0003]作为新型驱动方式的水压人工肌肉是由气动人工肌肉发展而来，采用纯水作为驱动介质，与气动人工肌肉相比具有高输出力重量比，响应更快，噪音更小等特点，最重要的是水压人工肌肉与海洋环境兼容，因此是作为作业机械臂驱动器的重要发展方向之一
。
目前，人工肌肉领域比较常见的关节形式为拮抗式人工肌肉关节，其优点在于结构紧凑
、
可实现正反两个方向的转动，缺点是控制精度差/>、
抗干扰能力弱以及关节力矩输出低
。

技术实现思路

[0004]根据上述提出传统打捞作业机械臂和拮抗式关节存在的技术问题，而提供一种水压人工肌肉驱动的机械臂模块及模块化机械臂，具有模块化程度高
、
结构紧凑
、
控制简单
、
关节力矩输出大
、
柔性承载等显著优点
。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种水压人工肌肉驱动的机械臂模块，所述机械臂模块一端为根部，另一端为端部；所述机械臂模块包括关节连杆
、
根部肌肉连接件
、
水压人工肌肉
、
关节连接件
、
端部肌肉连接件和拉簧；
[0007]所述关节连杆包括四根连杆，所述连杆上设置有位于两端的端部通孔和根部通孔以及两个中间通孔；四根所述连杆分别为组成第一连杆组的根部第一关节连杆和端部第一关节连杆，以及组成第二连杆组的根部第二关节连杆和端部第二关节连杆；
[0008]所述关节连接件包括关节轴，所述关节轴位于所述第一连杆组和所述第二连杆组之间，且两侧分别通过轴承组件转动安装于所述第一连杆组件和所述第二连杆组件；同轴设置的所述根部第一关节连杆的端部通孔和所述端部第一关节连杆的根部通孔通过所述关节轴转动连接；同轴设置的所述根部第二关节连杆的端部通孔和所述端部第二关节连杆的根部通孔通过所述关节轴转动连接；
[0009]所述水压人工肌肉包括水压人工肌肉本体，所述水压人工肌肉本体的进水端和封闭端分别设置有根部关节轴承和端部关节轴承；
[0010]所述根部肌肉连接件包括根部第一连接块
、
根部第二连接块
、
根部支撑块
、
连接轴
、
根部肌肉紧固螺柱和根部肌肉紧固螺母；所述根部第一连接块和所述根部第二连接块分别设置有三个通孔，所述根部支撑块设置有一个通孔；所述根部第一连接块
、
所述根部支撑块和所述根部第二连接块依次设置于所述根部第一关节连杆和所述根部第二关节连杆之间，且所述根部第一连接块和所述根部第二连接块上位于中间的通孔以及所述根部支撑块的通孔与所述根部第一关节连杆和所述根部第二关节连杆上处于同轴的两个中间通孔同轴设置，形成连接轴安装通道；所述连接轴穿过并固定安装于所述连接轴安装通道，连接所述根部第一关节连杆与所述根部第二关节连杆；所述根部第一连接块和所述根部第二连接块上位于一端且处于同轴的两个通孔与所述根部关节轴承的轴孔同轴设置，并通过所述根部肌肉紧固螺柱和所述根部肌肉紧固螺母紧固；
[0011]所述端部肌肉连接件包括端部第一连接块
、
长连接轴
、
端部支撑块
、
端部第二连接块
、
端部肌肉紧固螺柱和端部第二紧固螺母；所述端部第一连接块和所述端部第二连接块分别设置有三个通孔，所述端部支撑块设置有一个通孔；所述端部第一连接块
、
所述端部支撑块和所述端部第二连接块依次设置于所述端部第一关节连杆和所述端部第二关节连杆之间，且所述端部第一连接块和所述端部第二连接块上位于中间的通孔以及所述端部支撑块的通孔与所述端部第一关节连杆和所述端部第二关节连杆上处于同轴的两个中间通孔同轴设置，形成长连接轴安装通道；所述长连接轴穿过并固定安装于所述长连接轴安装通道，连接所述端部第一关节连杆与所述端部第二关节连杆；所述端部第一连接块和所述端部第二连接块上所述端部第一连接块和所述端部第二连接块与所述端部关节轴承的轴孔同轴设置，并通过所述端部肌肉紧固螺柱和所述端部第二紧固螺母紧固；
[0012]所述拉簧包括第一拉簧和第二拉簧；所述第一拉簧和所述第二拉簧两端分别设置有吊耳；所述第一拉簧一端通过安装于所述吊耳的第一卸扣连接至所述端部第一连接块另一端的通孔，另一端通过所述吊耳连接至所述根部第一连接块另一端的通孔；所述第二拉簧一端通过安装于所述吊耳的第二卸扣连接至所述根部第二连接块另一端的通孔，另一端通过所述吊耳连接至所述端部第二连接块另一端的通孔
。
[0013]进一步地，所述关节连接件还包括关节轴第一紧固螺母
、
垫片和关节轴第二紧固螺母；所述关节轴一端依次穿过所述根部第一关节连杆的端部通孔和所述端部第一关节连杆的根部通孔并安装有所述垫片和所述关节轴第一紧固螺母，另一端依次穿过所述根部第二关节连杆的端部通孔和所述端部第二关节连杆的根部通孔并安装有所述垫片和关节轴第二紧固螺母；所述关节轴第一紧固螺母和所述关节轴第二紧固螺母与通过垫片
。
[0014]进一步地，所述轴承组件包括连杆轴承和关节轴轴承，所述关节轴两侧分别安装有所述关节轴轴承；
[0015]位于所述关节轴一侧的所述关节轴轴承插装于所述根部第一关节连杆的端部通孔和所述端部第一关节连杆的根部通孔内，另一侧插装于所述根部第二关节连杆的端部通孔和所述端部第二关节连杆的根部通孔内；
[0016]所述根部第一关节连杆的端部通孔表面
、
所述端部第一关节连杆的根部通孔表面以及所述根部第一关节连杆的端部通孔与所述端部第一关节连杆的根部通孔之间分别设置有所述连杆轴承；
[0017]所述根部第二关节连杆的端部通孔表面
、
所述端部第二关节连杆的根部通孔表面
以及所述根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水压人工肌肉驱动的机械臂模块，其特征在于，所述机械臂模块一端为根部，另一端为端部；所述机械臂模块包括关节连杆
、
根部肌肉连接件
、
水压人工肌肉
、
关节连接件
、
端部肌肉连接件和拉簧；所述关节连杆包括四根连杆，所述连杆上设置有位于两端的端部通孔和根部通孔以及两个中间通孔；四根所述连杆分别为组成第一连杆组的根部第一关节连杆和端部第一关节连杆，以及组成第二连杆组的根部第二关节连杆和端部第二关节连杆；所述关节连接件包括关节轴，所述关节轴位于所述第一连杆组和所述第二连杆组之间，且两侧分别通过轴承组件转动安装于所述第一连杆组件和所述第二连杆组件；同轴设置的所述根部第一关节连杆的端部通孔和所述端部第一关节连杆的根部通孔通过所述关节轴转动连接；同轴设置的所述根部第二关节连杆的端部通孔和所述端部第二关节连杆的根部通孔通过所述关节轴转动连接；所述水压人工肌肉包括水压人工肌肉本体，所述水压人工肌肉本体的进水端和封闭端分别设置有根部关节轴承和端部关节轴承；所述根部肌肉连接件包括根部第一连接块
、
根部第二连接块
、
根部支撑块
、
连接轴
、
根部肌肉紧固螺柱和根部肌肉紧固螺母；所述根部第一连接块和所述根部第二连接块分别设置有三个通孔，所述根部支撑块设置有一个通孔；所述根部第一连接块
、
所述根部支撑块和所述根部第二连接块依次设置于所述根部第一关节连杆和所述根部第二关节连杆之间，且所述根部第一连接块和所述根部第二连接块上位于中间的通孔以及所述根部支撑块的通孔与所述根部第一关节连杆和所述根部第二关节连杆上处于同轴的两个中间通孔同轴设置，形成连接轴安装通道；所述连接轴穿过并固定安装于所述连接轴安装通道，连接所述根部第一关节连杆与所述根部第二关节连杆；所述根部第一连接块和所述根部第二连接块上位于一端且处于同轴的两个通孔与所述根部关节轴承的轴孔同轴设置，并通过所述根部肌肉紧固螺柱和所述根部肌肉紧固螺母紧固；所述端部肌肉连接件包括端部第一连接块
、
长连接轴
、
端部支撑块
、
端部第二连接块
、
端部肌肉紧固螺柱和端部第二紧固螺母；所述端部第一连接块和所述端部第二连接块分别设置有三个通孔，所述端部支撑块设置有一个通孔；所述端部第一连接块
、
所述端部支撑块和所述端部第二连接块依次设置于所述端部第一关节连杆和所述端部第二关节连杆之间，且所述端部第一连接块和所述端部第二连接块上位于中间的通孔以及所述端部支撑块的通孔与所述端部第一关节连杆和所述端部第二关节连杆上处于同轴的两个中间通孔同轴设置，形成长连接轴安装通道；所述长连接轴穿过并固定安装于所述长连接轴安装通道，连接所述端部第一关节连杆与所述端部第二关节连杆；所述端部第一连接块和所述端部第二连接块上所述端部第一连接块和所述端部第二连接块与所述端部关节轴承的轴孔同轴设置，并通过所述端部肌肉紧固螺柱和所述端部第二紧固螺母紧固；所述拉簧包括第一拉簧和第二拉簧；所述第一拉簧和所述第二拉簧两端分别设置有吊耳；所述第一拉簧一端通过安装于所述吊耳的第一卸扣连接至所述端部第一连接块另一端的通孔，另一端通过所述吊耳连接至所述根部第一连接块另一端的通孔；所述第二拉簧一端通过安装于所述吊耳的第二卸扣连接至所述根部第二连接块另一端的通孔，另一端通过所述吊耳连接至所述端部第二连接块另一端的通孔
。2.
根据权利要求1所述的水压人工肌肉驱动的机械臂模块，其特征在于，所述关节连接
件还包括关节轴第一紧固螺母
、
垫片和关节轴第二紧固螺母；所述关节轴一端依次穿过所述根部第一关节连杆的端部通孔和所述端部第一关节连杆的根部通孔并安装有所述垫片和所述关节轴第一紧固螺母，另一端依次穿过所述根部第二关节连杆的端部通孔和所述端部第二关节连杆的根部通孔并安装有所述垫片和关节轴第二紧固螺母；所述关节轴第一紧固螺母和所述关节轴第二紧固螺母与通过垫片
。3.
根据权利要求1所述的水压人工肌肉驱动的机械臂模块，其特征在于，所述轴承组件包括连杆轴承和关节轴轴承，所述关节轴两侧分别安装有所述关节轴轴承；位于所述关节轴一侧的所述关节轴轴承插装于所述根部第一关节连杆的端部通孔和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张增猛，孙世睿，赵治华，杨勇，宁大勇，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：