【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种线缆驱动式软体机械臂，属于柔性体驱动。
技术介绍
1、常见的柔性体为软体机械臂，其在与人/环境交互过程中的柔顺性、适应性和安全性等优势，在军事侦察、医疗手术、工程应用等领域具有广泛的应用前景。柔性机械臂的控制精度与其驱动装置密切相关。驱动装置需要能够准确地控制柔性机械臂的形变和运动，同时保持足够的柔性和精度。控制精度受到驱动装置的稳定性、响应速度以及力和位置控制能力的影响。柔性机械臂的控制精度通常需要在保持柔软性的同时，实现对形态的准确调节。
2、目前柔性机械臂的驱动方式包括气动驱动、液压驱动、电动驱动和线驱动等。气动驱动具有简单、灵活的特点，但控制精度较低且响应速度相对较慢；液压驱动具有较大的力矩输出和精度，但系统复杂、能耗高；电动驱动精度高、响应速度快，但柔性较差且容易受到外部干扰；线驱动通过绳索或缆索来驱动软体，具有较好的柔性和精度，但需要考虑绳索的张力和松弛问题。
3、公开号为cn105150219a的专利公开了一种基于绳索驱动的超冗余柔性机械臂，包括驱动模块、机械臂模块与若干驱动绳，机械臂模块包括多个串联的关节，相邻的关节通过设于二者之间相互交叉且垂直的转轴连接，任意关节上固接有至少三处的驱动绳，驱动绳可在驱动模块的驱动下独立运动，且位于同一关节上的驱动绳满足设置：该关节可随驱动绳的拉动而相对临近的关节发生绕所述转轴的转动。机械臂模块为刚性结构，通过转轴连接相邻关节，通过拉动驱动绳带动关节转动，但是机械臂模块本身无法根据环境路线产生对应形变，并且由于相邻机械臂模块之间仅依靠转轴
技术实现思路
1、专利技术目的：针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种线缆驱动式软体机械臂，本专利技术通过设置软体弹性材质的软体机械臂，并同时设置至少三组控制单元对其进行控制，实现了软体机械臂整体形变控制。
2、技术方案：一种线缆驱动式软体机械臂，包括安装台、控制装置、安装组件、软体机械臂，所述控制装置通过安装组件设置于安装台上，软体机械臂通过安装台与控制装置连接；
3、所述控制装置包括至少三组控制单元，所述控制单元包括互相连接的驱动组件和控制绳，所述软体机械臂沿轴向贯穿设有通道，每组所述控制绳分别穿过通道与软体机械臂的末端可拆卸式连接，所述软体机械臂为软体弹性材料。
4、本专利技术通过将软体机械臂设置为柔性材料，同时设置至少三组驱动组件和控制绳，控制绳通过通道控制软体机械臂的弯曲形变，驱动组件驱动控制绳的伸缩，可以控制整体软体机械臂进行弯曲形变。
5、优选项，为了精准控制软体机械臂整体形变，所述通道为旋向相同的螺旋通道，且通道口沿圆周方向均布设置。将通道设置为旋向相同的螺旋通道，当控制绳拉紧后，软体机械臂整体会同时发生压缩形变，避免直筒状管道所造成的首端控制的滞后性；可通过控制每根控制绳的张紧度，以适应多个拐弯口时的复杂情况，实现整体多角度形变。
6、为了实现对下节段的控制，优选项，至少设置两组依次连接的软体机械臂，每组所述软体机械臂上同轴设有第一通孔，相邻所述软体机械臂之间还安装有第一连接件，所述第一连接件上设有与第一通孔同轴的第二通孔，所述第一连接件与相邻所述软体机械臂中的下节段的上端面拼合构成分线槽，所述分线槽的一端与第二通孔连通，另一端与下节段的螺旋通道口连通，所述控制绳自第一通孔依次经过第二通孔、分线槽后，进入下节段的螺旋通道内。
7、通过设置分线槽，使下节段的控制绳依次经过第一通孔、第二通孔、分线槽后进入下节段的螺旋通道内，设置第二通孔是为了让下节段的控制绳穿过上节段到达下节段，设置分线槽是为了让下节段的控制绳进入下节段螺旋通道内部，从而以实现对下节段的控制。
8、优选项，为了便于上节段控制绳的安装，所述第一连接件上还设有与上节段的螺旋通道口分别同轴的第三通孔。由于软体机械臂为软体弹性材料，在拉紧控制绳时，末端螺旋通道口处的应力过于集中，整个端面仅通过螺旋通道口受力，应力过于集中，此处会随着拉力越大而产生越严重的形变，甚至磨损螺旋通道口，因此设置刚性材料的第一连接件通过第三通孔来连接控制绳，此时拉紧控制绳后，由末端整个端面受力，既保护软体机械臂，同时保证控制效果。
9、优选项，为了保证控制绳的可靠性，还包括第二连接件，所述第二连接件设有与第二通孔同轴的第四通孔和与下节段的螺旋通道口分别同轴的第五通孔，所述第一连接件与第二连接件拼合构成分线槽，所述分线槽的一端与第二通孔连通，另一端与第五通孔连通，所述控制绳自第一通孔依次经过第二通孔、第一连接件与第二连接件拼合构成的分线槽、第五通孔后，进入下节段的螺旋通道内。
10、通过刚性第一连接件和刚性第二连接件拼合构成的分线槽，来防止软体机械臂端面弯曲形变，进而导致其端面与第一连接件之间存在缝隙，使得控制绳从分线槽中脱出，提高控制绳的可靠性。
11、优选项，为了便于第一连接件和第二连接件的安装，所述第一连接件和第二连接件沿轴向分别设有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台设有与第二通孔连通的第六通孔，所述第二凸台设有与第四通孔连通的第七通孔，所述第一凸台的外壁与上节段软体机械臂的第一通孔的内壁接触，所述第二凸台的外壁与下节段软体机械臂的第一通孔的内壁接触。
12、设置凸台既可以在安装第一连接件和第二连接件时提供导向作用，同时降低软体机械臂与二者之间的装配难度。
13、优选项，为了提高软体机械臂的控制效果，所述第一凸台和第二凸台的第六通孔和第七通孔内分别设置分线部，下节段的控制绳经过上节段的第一通孔时，同时穿过第一凸台和第二凸台的分线部。通过设置分线部，防止第一通孔内的控制绳互相缠绕，导致拉紧时互相摩擦，容易打结无法移动，进而影响软体机械臂的控制效果的问题。
14、优选项，为了便于整体软体机械臂末端与控制绳的连接，整体所述软体机械臂的末端设置有末端连接件，所述末端连接件上设有末端连接孔和末端连接凸台，所述末端连接孔与螺旋通道口同轴设置，所述末端连接凸台的外壁与第一通孔内壁接触。
15、设置末段连接件通过末段连接孔与控制绳连接，减少软体机械臂的磨损，保护软体机械臂，同时保证末端的控制效果，末端连接凸台便于控制绳与软体机械臂的安装。
16、优选项，为了提高控制绳传动的稳定性，所述驱动组件包括驱动电机、主动轮和从动轮，所述驱动电机与主动轮连接，所述控制绳分别与主动轮和从动轮缠绕连接，所述从动轮与安装组件连接，每组所述从动轮沿着垂直于主动轮中心轴线的方向同轴设置。
17、若每组从动轮不处于同一轴线上，控制绳容易自从动轮上松脱，并且会在从动轮的侧轮面上摩擦，对控制绳造成磨损，降低控制绳的使用寿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：包括安装台（1）、控制装置（2）、安装组件（3）、软体机械臂（4），所述控制装置（2）通过安装组件（3）设置于安装台（1）上，软体机械臂（4）通过安装台（1）与控制装置（2）连接；
2.根据权利要求1所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：所述通道（41）为旋向相同的螺旋通道（41）。
3.根据权利要求2所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：至少设置两组依次连接的软体机械臂（4），每组所述软体机械臂（4）上同轴设有第一通孔（42），相邻所述软体机械臂（4）之间还安装有第一连接件（5），所述第一连接件（5）上设有与第一通孔（42）同轴的第二通孔（51），所述第一连接件（5）与相邻所述软体机械臂（4）中的下节段的上端面拼合构成分线槽（6），所述分线槽（6）的一端与第二通孔（51）连通，另一端与下节段的螺旋通道（41）口连通，所述控制绳（22）自第一通孔（42）依次经过第二通孔（51）、分线槽（6）后，进入下节段的螺旋通道（41）内。
4.根据权利要求3所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：所述第一连接件
5.根据权利要求4所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：还包括第二连接件（7），所述第二连接件（7）设有与第二通孔（51）同轴的第四通孔（71）和与下节段的螺旋通道（41）口分别同轴的第五通孔（72），所述第一连接件（5）与第二连接件（7）拼合构成分线槽（6），所述分线槽（6）的一端与第二通孔（51）连通，另一端与第五通孔（72）连通，所述控制绳（22）自第一通孔（42）依次经过第二通孔（51）、第一连接件（5）与第二连接件（7）拼合构成的分线槽（6）、第五通孔（72）后，进入下节段的螺旋通道（41）内。
6.根据权利要求5所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：所述第一连接件（5）和第二连接件（7）沿轴向分别设有第一凸台（53）和第二凸台（73），所述第一凸台（53）设有与第二通孔（51）连通的第六通孔（531），所述第二凸台（73）设有与第四通孔（71）连通的第七通孔（731），所述第一凸台（53）的外壁与上节段软体机械臂（4）的第一通孔（42）的内壁接触，所述第二凸台（73）的外壁与下节段软体机械臂（4）的第一通孔（42）的内壁接触。
7.根据权利要求6所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：所述第一凸台（53）和第二凸台（73）的第六通孔（531）和第七通孔（731）内分别设置分线部（8），下节段的控制绳（22）经过上节段的第一通孔（42）时，同时穿过第一凸台（53）和第二凸台（73）的分线部（8）。
8.根据权利要求2或7所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：整体所述软体机械臂（4）的末端设置有末端连接件（9），所述末端连接件（9）上设有末端连接孔（91）和末端连接凸台（92），所述末端连接孔（91）与螺旋通道（41）口同轴设置，所述末端连接凸台（92）的外壁与第一通孔（42）内壁接触。
9.根据权利要求1所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：所述驱动组件（21）包括驱动电机（211）、主动轮（212）和从动轮（213），所述驱动电机（211）与主动轮（212）连接，所述控制绳（22）分别与主动轮（212）和从动轮（213）缠绕连接，所述从动轮（213）与安装组件（3）连接，每组所述从动轮（213）沿着垂直于主动轮（212）中心轴线的方向同轴设置。
10.根据权利要求9所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：还包括设置在安装组件（3）上的转向轮（214），所述转向轮（214）的中心轴线与从动轮（213）的中心轴线垂直。
...【技术特征摘要】
1.一种线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：包括安装台（1）、控制装置（2）、安装组件（3）、软体机械臂（4），所述控制装置（2）通过安装组件（3）设置于安装台（1）上，软体机械臂（4）通过安装台（1）与控制装置（2）连接；
2.根据权利要求1所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：所述通道（41）为旋向相同的螺旋通道（41）。
3.根据权利要求2所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：至少设置两组依次连接的软体机械臂（4），每组所述软体机械臂（4）上同轴设有第一通孔（42），相邻所述软体机械臂（4）之间还安装有第一连接件（5），所述第一连接件（5）上设有与第一通孔（42）同轴的第二通孔（51），所述第一连接件（5）与相邻所述软体机械臂（4）中的下节段的上端面拼合构成分线槽（6），所述分线槽（6）的一端与第二通孔（51）连通，另一端与下节段的螺旋通道（41）口连通，所述控制绳（22）自第一通孔（42）依次经过第二通孔（51）、分线槽（6）后，进入下节段的螺旋通道（41）内。
4.根据权利要求3所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：所述第一连接件（5）上还设有与上节段的螺旋通道（41）口分别同轴的第三通孔（52）。
5.根据权利要求4所述的线缆驱动式软体机械臂，其特征在于：还包括第二连接件（7），所述第二连接件（7）设有与第二通孔（51）同轴的第四通孔（71）和与下节段的螺旋通道（41）口分别同轴的第五通孔（72），所述第一连接件（5）与第二连接件（7）拼合构成分线槽（6），所述分线槽（6）的一端与第二通孔（51）连通，另一端与第五通孔（72）连通，所述控制绳（22）自第一通孔（42）依次经过第二通孔（51）、第一连接件（5）与第二连接件（7）拼合构成的分线槽（6）、第五通孔（72）后，进入下节段的螺旋通道（41）内。
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【专利技术属性】
技术研发人员：侯秋林，张乐毅，杨洁，富艳玲，周宏根，孙震，李国超，麦麦提艾力·玉荪，袁梦博，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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