[实用新型]一种蛇形机械臂

说明书

技术领域：

本实用新型涉及机械自动化产品技术领域，特指一种可实现任意方向转动、扭曲的蛇形机械臂。

背景技术：

在自动化生产、加工过程中经常需要使用机械臂来完成一些工作，常见的机械臂包括以下几种方式：

第一种是采用X/Y/Z三轴运行机构，即该机械臂安装在一个X/Y/Z三轴叠加运行的平台上，通过该平台在X/Y/Z方向上的运行，带动机械臂实现在三维空间中的运行。

第二种是在上述第一种基础上增加旋转机构，以增加一个旋转方向上的运行。

第三种是采用连杆机构，即该机械臂采用多连杆枢接，通过控制连杆的伸缩从而控制机械臂在各个方向上的运行。

另外，还可将上述几种模式相互结合，组合形成多用途机械臂。但是上述机械臂存在一个最大的问题就是，机械臂自身难以实现任意角度的弯曲。虽然通过连杆机构可以实现一定的弯曲功能，但是这种机构仅仅适用于较大的机械臂，对于一些体积较小的精密产品而言，连杆机构的结构复杂，难以适应。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题就在于克服现有技术的不足，提供一种体积小、可实现任意方向转动、扭曲的蛇形机械臂。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该蛇形机械臂包括一臂体，该臂体由多数个骨节依次活动连接形；一驱动部，该驱动部包括：多数个驱动单元和承载驱动单元的支撑板；一连接部，该连接部位于臂体和驱动部之间，所述的驱动部固定连接于连接部的后端，所述的臂体中第一个骨节连接于连接部的前端；所述的臂体中两相邻骨节之间采用十字轴连接，两相邻骨节之间通过十字轴实现上下、左右方向的自由摆动；除第一个骨节外，其余骨节同时与两个驱动单元连动，其中每个驱动单元设置有一组牵引线，每组牵引线分别连接在所述骨节的两个相对方向，通过两组牵引线的牵动驱动与之对应的骨节实现上下、左右方向摆动。

进一步而言，上述技术方案中，所述的骨节包括：一套管、固定在套管端部的法兰以及与法兰固定连接的连接件；沿套管的管壁轴向均匀开设有供牵引线穿过的穿孔；所述的法兰上对应穿孔的位置开设有与之对应的通孔；所述的连接件上成型有与十字轴中一组相对枢轴枢接的耳板。

进一步而言，上述技术方案中，所述的套管靠近端部的侧壁上开设有固定孔；所述的法兰包括：开设有通孔的端盖和插入套管内的内缘，其中于该内缘的侧壁形成有与固定孔位置对应的卡槽；通过穿过法兰上的通孔的螺钉与卡槽的卡扣将法兰固定在套管的端面。

进一步而言，上述技术方案中，所述套管端部的内部形成有一凸缘，所述的连接件插入法兰中心孔后放置于该凸缘的端面，连接件通过螺钉固定在凸缘的端面上。

进一步而言，上述技术方案中，所述的驱动单元包括：马达、牵引线、滑块、丝杆和与滑块配合的导轨，其中马达通过联轴器与丝杆连动，所述的滑块套设于丝杆上、并与丝杆螺纹配合，通过马达驱动丝杆旋转，驱动滑块沿导轨运行；每组驱动单元上设置两根牵引线，其中一根牵引线起始端固定在滑块上，另一根牵引线的起始端固定在驱动部的支撑板上，两根牵引线的末端分别连接于一个骨节的相对两端。

进一步而言，上述技术方案中，所述起始端固定在支撑板上的牵引线中间连接有一胀紧器，通过该胀紧器令该牵引线保持在胀紧状态。

进一步而言，上述技术方案中，所述起始端固定在滑块上的牵引线绕过一固定在支撑板上的定滑轮。

进一步而言，上述技术方案中，所述的连接部包括与驱动部中支撑板固定的固定部、与臂体中第一个骨节固定连接的紧固部，其中固定部与紧固部相互固定连接，并且在固定部和紧固部上均开设有供牵引线穿过的通孔。

进一步而言，上述技术方案中，所述驱动单元的数量为：骨节数量–1后的两倍。

本实用新型是模拟蛇设计而成，整个机械臂由若干个骨节相互枢接构成，骨节与骨节之间采用双向的枢接结构，即两骨节之间可实现上下、左右摆动。每一个可转动的骨节都通过一组牵引线拉牵引，牵引线通过驱动单元驱动，从而可实现骨节之间的相互摆动。该设计理念是两相邻骨节结合部具有两个自由度，通过双电机驱动分别驱动其中一个自由度。这种单个骨节的摆动叠加起来就形成了整个机械臂任意方向摆动、机械臂自身也可形成任意角度的弯曲，并且机械臂可形成三维空间曲形弯曲。本实用新型采用这种蛇形设计，可使整个机械臂的结合尽可能紧凑，同时确保机械臂具有足够和较大的弯曲范围。

附图说明：

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的装配示意图；