新型绞丝非同轴变刚度弹性驱动的多关节轴机械手制造技术

技术编号:43364494 阅读:17 留言:0更新日期:2024-11-19 17:47
本发明专利技术提供一种新型绞丝非同轴变刚度弹性驱动的多关节轴机械手,涉及机械手设计领域、弹性驱动器、绞丝驱动系统设计领域,包括并联绞丝弹性驱动关节、串联绞丝弹性驱动关节及末端执行模块。并联绞丝弹性驱动关节在旋转关节处采用套管和绞丝并联共同作用于关节上构成变刚度并联弹性驱动器,其套管、绞丝弯曲刚度随着弯曲角度的增加呈非线性减小,可在弯曲和伸直的过程中吸收和储存能量,并在需要时释放这些能量;串联绞丝弹性驱动关节借助套管和绞丝串联实现非同轴、远距离平移驱动,结合了软轴驱动(非同轴、远距离)和绞线驱动(轻量化、旋转平移运动)的优点,绞丝的绞旋和解旋可在工作的过程中吸收和储存能量,从而提高整个系统的能效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械手设计领域、弹性驱动器、绞丝驱动系统设计领域,具体为一种通过新型绞丝弹性驱动系统实现机械手末端执行模块非同轴输出和机械手变刚度调节的适用于复杂应用场景的新型变刚度机械手。


技术介绍

1、绞丝驱动器,是将传统绞线驱动器中的绳索换成金属丝,是一类新型的驱动系统。绞线驱动器通过使用质量轻、噪音小、成本低的绞线代替沉重,高摩擦和高成本的齿轮箱,提供强大的肌腱传动,被广泛应用于软驱动器和人工肌肉的设计的制造当中。绞线驱动器通过绞线的一端绑定到要移动的点,另一端绑定到驱动机构上,随着驱动电机旋转次数的增加,绞线的缠绕逐渐变紧,绞线轴向收缩导致轴向绞线长变小,将电机高速、低转矩的旋转运动转换为低速、高驱动力的平移直线运动,具有很高的传动比,利用其高能量效率、高功率密度的特点可实现远距离驱动功能。然而,在现阶段的绞线驱动器运用过程中,往往仅能通过电机绞旋和反转解旋实现简单的直线平动功能,无法实现绞线驱动器的非同轴输出功能;此外,传统刚性机械手往往无法进行自身刚度的调节,灵活性和环境适应能力较差,且无法满足人机交互的要求,在复杂的工作环境中无法满足使用要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新型绞丝非同轴变刚度弹性驱动的多关节轴机械手,其特征在于,包括并联绞丝弹性驱动关节、串联绞丝弹性驱动关节及末端执行模块;

2.根据权利要求1所述的一种新型绞丝非同轴变刚度弹性驱动的多关节轴机械手,其特征在于,所述串联绞丝弹性驱动关节模块中,串联弹性的存在是由于紧紧缠绕在一起的绞丝彼此之间具有螺旋扭簧的性质。在串联绞丝弹性驱动关节所述机械臂平动模块运动过程中,绞丝具有一定的扭转刚度;在机械臂的工作过程中,绞旋的绞丝可以等效形成串联的弹性元件,可以在绞旋和解旋过程中吸收和释放能量,从而提高整个系统的能效。

3.根据权利要求1所述的一种新型绞丝非同轴变刚度弹性驱...

【技术特征摘要】

1.一种新型绞丝非同轴变刚度弹性驱动的多关节轴机械手,其特征在于,包括并联绞丝弹性驱动关节、串联绞丝弹性驱动关节及末端执行模块;

2.根据权利要求1所述的一种新型绞丝非同轴变刚度弹性驱动的多关节轴机械手,其特征在于,所述串联绞丝弹性驱动关节模块中,串联弹性的存在是由于紧紧缠绕在一起的绞丝彼此之间具有螺旋扭簧的性质。在串联绞丝弹性驱动关节所述机械臂平动模块运动过程中,绞丝具有一定的扭转刚度;在机械臂的工作过程中,绞旋的绞丝可以等效形成串联的弹性元件,可以在绞旋和解旋过程中吸收和释放能量,从而提高整个系统的能效。

3.根据权利要求1所述的一种新型绞丝非同轴变刚度弹性驱动的多关节轴机械手,其特征在于,所述并联绞丝弹性驱动关节在机械臂弯曲过程中,套管和绞旋的绞丝具有一定的弯曲刚度,以提供稳定的支撑和精确的操作;同时在机械臂的弯曲过程中套管和绞旋的绞丝可以等效形成并联的弹性元...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏敦文刘泽堃曾文韬高涛杨坤建
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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