| 专利名称： | 一种刚柔耦合象鼻型连续机器人 | ||
| 专利名称(英文)： | A rigid and flexible coupling elephant nose type continuous robot | ||
| 专利号： | CN201610173284.3 | 申请时间： | 20160324 |
| 公开号： | CN105729458A | 公开时间： | 20160706 |
| 申请人： | 天津理工大学; 中国汽车工业工程有限公司 | ||
| 申请地址： | 300384 天津市西青区宾水西道391号天津理工大学主校区 | ||
| 发明人： | 李彬; 赵新华; 王收军; 葛为民; 丁跃达; 张会义; 戴旻; 刘小龙; 张海康 | ||
| 分类号： | B25J9/06; B25J9/00 | 主分类号： | B25J9/06 |
| 代理机构： | 天津佳盟知识产权代理有限公司 12002 | 代理人： | 侯力 |
| 摘要： | 一种刚柔耦合象鼻型连续机器人，涉及机器人和先进制造技术领域。该机器人由控制箱和控制箱一侧安装的一组结构完全相同的关节首尾相连串接在一起构成。每一个关节均由运动平台、固定平台、联接上述两平台的一根支撑杆和三条驱动绳索组成，支撑杆的一端与固定平台垂直固连，另一端通过球副与运动平台相连；三条驱动绳索的一端分别与运动平台的三个端点固定连接，另一端穿过固定平台的三个端点并与控制箱内的绳轮连接，绳轮通过减速机与电机相连。每一个关节的工作平台可实现笛卡尔坐标系下的三维转动的运动输出，由于运动平台运动输出是刚性支撑杆和三条驱动绳索传动实现的，因而具有刚柔耦合的运动特性。 | ||
| 摘要(英文)： | A rigid and flexible coupling elephant nose type continuous robot, relates to the field of advanced manufacturing technology and the robot. The robot is composed of a control box and a control box is mounted on one side of a group of completely identical structure of the joint is connected with a first end connected in series. Each of the joint by the motion platform, a fixed platform, connected with the one of the two platform support bar and the three driving ropes, one end of the supporting rod is fixedly connected with the fixed platform vertical, the other end of the ball pair is connected to the motion platform; three driving one end of the rope are respectively and the motion platform is fixedly connected with the three endpoint, the other end passes through the fixed platform and the three end points in the control box is connected to the sheave, the sheave is connected with the motor through the speed reducer. Each of the joint of the work of the Cartesian coordinate system platform can realize the movement of the three dimensional rotation of the output, the output is the movement of the platform and three rigid supporting rods of the transmission of the drive rope, thereby having goju coupling motion characteristic. | ||
1.一种刚柔耦合象鼻型连续机器人，其特征在于该机器人是由控制箱和控制箱 一侧安装的一组结构完全相同的关节首尾相连串接在一起而形成的一种刚柔耦合象 鼻型连续机器人，所述的每一个关节均由三角形运动平台(1)、三角形固定平台(2)、 联接上述两平台的一根支撑杆(3)和三条驱动绳索(L1、L2、L3)组成； 其中： 所述的支撑杆(3)的一端与固定平台垂直固连，另一端通过球副(S1)与运动 平台(1)相连； 所述的三条驱动绳索的一端分别与运动平台的三个端点固定连接，另一端穿过 固定平台的三个端点与控制箱内的绳轮连接，所述绳轮分别通过减速机与电机相连； 所述的绳轮、减速机与电机都放置于与固定平台固连的控制箱(4)内。
1.一种刚柔耦合象鼻型连续机器人，其特征在于该机器人是由控制箱和控制箱 一侧安装的一组结构完全相同的关节首尾相连串接在一起而形成的一种刚柔耦合象 鼻型连续机器人，所述的每一个关节均由三角形运动平台(1)、三角形固定平台(2)、 联接上述两平台的一根支撑杆(3)和三条驱动绳索(L1、L2、L3)组成； 其中： 所述的支撑杆(3)的一端与固定平台垂直固连，另一端通过球副(S1)与运动 平台(1)相连； 所述的三条驱动绳索的一端分别与运动平台的三个端点固定连接，另一端穿过 固定平台的三个端点与控制箱内的绳轮连接，所述绳轮分别通过减速机与电机相连； 所述的绳轮、减速机与电机都放置于与固定平台固连的控制箱(4)内。
翻译：【技术领域】
本发明涉及机器人机构和先进制造技术领域，特别涉及一种刚柔耦合象鼻型连续 机器人。
【背景技术】
机器人技术是综合计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生 学等多学科而形成的高新技术,在当代研究十分活跃,应用领域日益广泛。除了传统的 仿人操作工业机器人等离散型机器人以外,连续型机器人以其优异的柔顺性受到了国 内外广大学者的关注。连续机器人灵感来源于大象鼻子、章鱼触手等动物器官。该类 动物器官没有特定骨架或软骨结构,但拥有惊人的操作能力。相对于传统离散型机器 人,连续型机器人在缺乏刚性关节的基础上,可模仿上述动物器官操作。例如,大象利 用鼻子从树上摘取树叶,从地上拾取大型树枝等操作。连续机器人可利用卷绕方式抓 取大尺寸、形状未知、易碎物体,也可实现在非结构未知环境下的搜索与救援。然而, 相对于传统工业机器人,连续机器人无论在结构设计还是在理论研究上均未成熟。
目前相关文献中，已有的象鼻型连续机器人均是采用气动柔性的方式来实现的， 即通过气动柔性球关节、弯曲关节等气动关节构建出基于气动柔性驱动器的象鼻型连 续机器人，该类机器人存在控制技术复杂，运动不够灵活以及加工装配复杂等缺点。
【发明内容】
本发明目的是解决目前已有象鼻型连续机器人存在的上述问题，提供一种刚柔耦 合象鼻型连续机器人，该机器人通过绳索驱动的方式模拟仿生象鼻子运动，具有结构 简单、制造、安装容易，传动精度和运行速度高，成本低，且工作空间较大等特点。
本发明所采用的技术方案
一种刚柔耦合象鼻型连续机器人，该机器人是由控制箱和控制箱一侧安装的一组 结构完全相同的关节首尾相连串接在一起而形成的一种刚柔耦合象鼻型连续机器 人，所述的每一个关节均由运动平台(1)、固定平台(2)、联接上述两平台的一 根支撑杆(3)和三条驱动绳索(L1、L2、L3)组成；其中，所述的支撑杆(3)的 一端与固定平台垂直固连，另一端通过球副(S1)与运动平台(1)相连；所述的三 条驱动绳索的一端分别与运动平台的三个端点固定连接，另一端穿过固定平台的三 个端点与控制箱内的绳轮连接，所述绳轮分别通过减速机与电机相连。
所述的绳轮、减速机与电机都放置于与固定平台固连的控制箱内(4)。
本发明的优点和有益效果是：
1、机器人可实现模拟象鼻子的连续运动输出。
2、机构的驱动装置完全放置于固定平台之上，大大减少了机构整体的运动惯性， 从而可以实现机构的高速运动。
3、通过在末端运动平台上串接一个夹持工具，可应用于高速拾取的场合。
【附图说明】
图1是本发明的一种刚柔耦合象鼻型连续机器人结构示意图。
图2是本发明一种刚柔耦合象鼻型连续机器人关节结构示意图。
图3是本发明一种刚柔耦合象鼻型连续机器人实施方案示意图。
【具体实施方式】
实施例
如图1-3所示，本发明提供的一种刚柔耦合象鼻型连续机器人包括一个控制箱4， 控制箱一侧安装有一组(n个)结构完全相同的关节，各关节首尾相连串接在一起形 成一种刚柔耦合象鼻型连续机器人。
如图2所示，所述的每一个关节均由运动平台1、固定平台2、联接上述两平台 的一根支撑杆3和三条驱动绳索(L1、L2、L3)组成。其中：所述的支撑杆3的一 端与固定平台垂直固连，另一端通过球副(S1)与运动平台1相连；
所述的三条驱动绳索的一端分别与运动平台的三个端点固定连接，另一端穿过固 定平台的三个端点与控制箱4内的绳轮连接，所述绳轮分别通过减速机与电机相连(图 中略)。
所述的绳轮、减速机与电机都放置于控制箱4内。
所述的首关节的固定平台与控制箱一侧固定连接在一起，所述的固定平台和运动 平台可以做成圆形或圆形的一部分如三角形，平台上的三个顶点可以设在同一圆周 上，或三角形的三个顶点山。
如图1、2所示，通过电机和减速机带动绳轮驱动各关节的运动，实现运动平台 在工作空间内做三维转动运动。每个关节依次运动，从而实现模拟象鼻子的连续运 动方式(如图3所示)。
