[发明专利]一种拉弯型连续体机器人抗扭单元及机器人

说明书

一种拉弯型连续体机器人抗扭单元及机器人，包括带有C型臂的下基座、竖直柔性片段、带有C型臂的上基座和水平柔性片段；带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座相对设置，竖直柔性片段位于带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座之间，且连接带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座，带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座互相不接触；两个水平柔性片段对称设置在竖直柔性片段两侧的带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座之间。本发明单个单元具有很高的抗扭刚度；单个单元可以承受很大的压载荷而不发生屈曲失效，这就意味着整体连续体机器人可以承载较大负载。

技术领域

本发明属于连续体机器人领域，特别涉及一种拉弯型连续体机器人抗扭单元及机器人。

背景技术

连续体机器人具有小直径和多自由度的特点，能够适应多障碍物的复杂结构环境和狭小受限的工作环境，在诸多领域和场合得到了广泛的应用。柔性单元具有良好的自适应性，易于加工，没有摩擦等优点，因此，现阶段大部分连续体机器人单元采用柔性单元。大部分柔性单元存在受到压载荷作用容易发生屈曲失效，抗扭能力差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉弯型连续体机器人抗扭单元及机器人，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种拉弯型连续体机器人抗扭单元，包括带有C型臂的下基座、竖直柔性片段、带有C型臂的上基座和水平柔性片段；带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座相对设置，竖直柔性片段位于带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座之间，且连接带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座，带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座互相不接触；两个水平柔性片段相对设置在竖直柔性片段两侧，连接在带有C型臂的下基座和带有C型臂的上基座之间。

进一步的，带有C型臂的下基座包括下基座和C型臂组；C型臂组的一端固定设置在下基座的上表面；带有C型臂的上基座包括上基座和C型臂组；C型臂组的一端固定设置在上基座的下表面，C型臂组的另一端通过竖直柔性片段固定连接。

进一步的，两个C型臂组的内凹侧相对设置；C型臂组包括若干个C型臂，若干个C型臂并排设置形成C型臂组。

进一步的，上基座和下基座上均沿边缘周向设置有一圈穿线孔。

进一步的，竖直柔性片段和水平柔性片段均为等截面或变截面的板状弹性体。

进一步的，一种拉弯型连续体机器人，还包括绳索，若干拉弯型连续体机器人单元依次固定连接，若干根绳索依次穿过穿线孔，形成拉弯型连续体机器人。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明的单元当拉动绳子对单元末端施加压力时，上、下基座之间受压而竖直柔性片段受拉，水平柔性片段保证竖直柔性片段只会发生弯曲变形而不发生扭转变形，从而带动带C型臂上基座运动，使带C型臂的上基座相对于带C型臂的下基座产生相对运动。通过绳索的收放，可以实现连续体机器人的空间变形和变刚度。

单个单元具有很高的抗扭刚度；单个单元可以承受很大的压载荷而不发生屈曲失效，可以实现变刚度，这就意味着整体连续体机器人可以抓取很重的物体；结构精简，造价较低，不需要通过复杂的加工方式；易于模块化，可集成度高。通过改变带C型臂的上下基座和柔顺片段的尺寸适应不同刚度和狭小限制空间的要求。

附图说明

图1是本发明水平柔性片段固连在上、下基座侧面示意图

图2是本发明水平柔性片段为矩形环示意图

图3是本发明组装成连续体机器人示意图

图中，1、穿线孔；2、带C型臂的下基座；3、竖直柔性片段；4、带C型臂的上基座；5、水平柔性片段。

具体实施方式