刚柔混联的横向缩放式柔性机械臂

摘要

一种刚柔混联的横向缩放式柔性机械臂，它包括机座、末端执行器以及连接它们的多个结构相同的依次串联的驱动单元，所述的驱动单元由具有柔性特征的气动肌腱和具有刚性特征的轻质连杆支架混联而成；连杆支架通过迷你气缸驱动，够实现缩放变换和连接支撑作用，带动与连杆支架相连的三根气动肌腱一起运动，从而实现驱动单元的粗细变换；气动肌腱两端均连接在连杆支架上，能够实现弯曲和伸缩运动。本发明能够同时实现伸缩运动、粗细变换和各向弯曲运动，机动性好，在与人交互的过程中安全性高，既保证了较高的弯曲柔软程度和良好的柔顺性，又提高了柔性机械臂的环境适应能力。

主权项

一种刚柔混联的横向缩放式柔性机械臂，它包括机座、末端执行器以及连接它们的多个依次串联的驱动单元，其中所述驱动单元的一端通过连杆支架上的连接盘固定在机座上，其另一端与另一个驱动单元的一端通过连杆支架连接；同样，另一个驱动单元的另一端与第三个驱动单元的一端通过连杆支架连接；依次与其它驱动单元连接，直至需要的长度，最后一个驱动单元的另一端通过连杆支架上的连接盘与末端执行器连接，用来抓取目标物体，其特征在于：所述驱动单元包括柔性部分和连杆支架，所述连杆支架主要包括三个上连杆、三个下连杆、迷你气缸、上销轴、下销轴、螺母、上连接架、下连接架、三个中部销轴、二个滑杆、二个滑筒、二个滑杆；所述上连接架和下连接架结构相同，它们均为中间带有圆形通孔并且沿连接架圆周均设三对耳座的结构形式，上连接架固定在迷你气缸的活塞杆上，下连接架固定在迷你气缸缸体上；三个上连杆的一端分别通过上销轴与上连接架上的三对耳座相连，构成三个转动副，其另一端分别通过中部销轴与三个下连杆的一端以及两个滑筒的末端和一个滑杆的末端连接，构成三个转动副；三个下连杆的另一端分别通过下销轴与下连接架上的三对耳座连接，构成三个转动副；所述两个滑筒分别与两个滑杆套接，组成圆柱副，上述两个滑筒的末端均设有与圆柱形滑道中轴线垂直的带有内螺纹的套筒，上述一个滑杆的末端设有与圆柱形杆体的中轴线垂直的带有内螺纹的套筒；所述柔性部分包括三根结构相同的气动肌腱，三根气动肌腱横向成三角形布置，其中两个气动肌腱的两端通过端部螺纹分别固定在相邻的两个连杆支架的滑筒的套筒内，另外一个气动肌腱三的两端通过端部螺纹分别固定在相邻的两个连杆支架的滑杆的套筒内；与机座连接的连杆支架的一端，迷你气缸的缸体固定在下连接盘中心，三对耳座沿圆周方向均布在法兰盘上，三个下连杆的另一端分别通过下销轴与耳座连接构成三个转动副；与末端执行器连接的连杆支架的一端，上连接盘通过螺母固定在迷你气缸的活塞杆上，三对耳座沿圆周方向均布在法兰盘上，三个上连杆的一端分别通过上销轴与耳座连接构成三个转动副。