一種纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制領(lǐng)域，特指一種結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡(jiǎn)單的纖維收縮控制的仿 生機(jī)械手臂。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)械手臂能夠接受指令，精確的定位到三維空間上某一點(diǎn)進(jìn)行工作，廣泛應(yīng)用于 半導(dǎo)體、制造、工業(yè)、醫(yī)療、軍事以及太空探索等領(lǐng)域；如圖1所示，傳統(tǒng)機(jī)械手臂傳動(dòng)靠驅(qū) 動(dòng)電機(jī)并通過減速裝置實(shí)現(xiàn)工作的，由于傳統(tǒng)的機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，導(dǎo)致對(duì)電機(jī)以及 減速器的要求較高，增加了生產(chǎn)成本；面臨復(fù)雜任務(wù)時(shí)需要使用較多的關(guān)節(jié)，增加了控制難 度，為此，我們研發(fā)了一種結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡(jiǎn)單的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂，從而提高 了生產(chǎn)效率，也降低了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡(jiǎn)單的纖維收 縮控制的仿生機(jī)械手臂。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂， 包含上支架、下支架；所述上支架的上端設(shè)置有第一圓凸臺(tái)；所述下支架的上端設(shè)置有第 二圓凸臺(tái)；所述上支架的下端和下支架的上端呈鉸鏈連接，且第一圓凸臺(tái)和第二圓凸臺(tái)之 間圓周方向上豎直的設(shè)置有多根均勻且互相平行放置的纖維；所述每根纖維內(nèi)設(shè)置有多組 豎直間隔且水平放置的金屬薄片組；所述每組金屬薄片組內(nèi)設(shè)置有兩片豎直間隔且水平放 置的薄膜，且兩片薄膜之間設(shè)置有彈性絕緣材料；在工作時(shí)，通過給每組金屬薄片組內(nèi)兩片 薄膜上施加正負(fù)相反的電荷或同種電荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生方向不同的庫(kù)倉(cāng)力，通過庫(kù)倉(cāng)力改變每組 金屬薄片組內(nèi)兩片薄膜的上下距離，從而控制每根纖維的伸縮尺寸，使手臂完成各種期望 動(dòng)作。
[0005] 優(yōu)選的，所述上支架的下端設(shè)置有球體；所述下支架的上端中心設(shè)置有球形凹槽； 所述上支架下端的球體設(shè)置在下支架上端的球形凹槽內(nèi)呈球鉸鏈連接，且上支架可以繞著 下支架水平360度轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006] 優(yōu)選的，所述相鄰的金屬薄片組之間設(shè)置有彈性絕緣材料；所述兩片薄膜同時(shí)平 面螺旋成截面呈梯形狀的金屬薄片組，增加了每組金屬薄片組內(nèi)兩片薄膜的受力面積。
[0007] 由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂通過給金屬薄片組內(nèi)兩片薄膜上施加不 同的電荷，控制各纖維的伸縮尺寸，使手臂能夠自然彎曲，完成各種期望動(dòng)作，且結(jié)構(gòu)緊湊、 控制簡(jiǎn)單、不存在電磁耦合和磨損、抗干擾、穩(wěn)定性好，從而提高了生產(chǎn)效率，也降低了生產(chǎn) 成本。
【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明： 附圖1為傳統(tǒng)機(jī)械臂傳動(dòng)的流程圖； 附圖2為本發(fā)明所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂的剖視圖； 附圖3為本發(fā)明所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)示意圖； 附圖4為本發(fā)明所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂中纖維通同種電荷時(shí)的結(jié)構(gòu)示 意圖； 附圖5為本發(fā)明所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂中纖維通正負(fù)相反的電荷時(shí)的 結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖6為本發(fā)明所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂中一組金屬薄片中兩片薄膜的 結(jié)構(gòu)示意圖； 其中：1、上支架；2、下支架；3、纖維；4、金屬薄片組；5、薄膜。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0010] 附圖2-5本發(fā)明所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂，包含上支架1和下支 架2 ;所述上支架1的上端設(shè)置有第一圓凸臺(tái)，下端設(shè)置有球體；所述下支架2的上 端設(shè)置有第二圓凸臺(tái)，且中心設(shè)置有球形凹槽；所述上支架1下端的球體設(shè)置在下支 架2上端的球形凹槽內(nèi)呈球鉸鏈連接，且上支架1可以繞著下支架2水平360度轉(zhuǎn) 動(dòng)；所述第一圓凸臺(tái)和第二圓凸臺(tái)之間圓周方向上豎直的設(shè)置有多根均勻且互相平行 放置的纖維3 ;所述每根纖維3內(nèi)設(shè)置有多組豎直間隔且水平放置的金屬薄片組4 ;所 述相鄰的金屬薄片組4之間設(shè)置有彈性絕緣材料；所述每組金屬薄片組4內(nèi)設(shè)置有兩 片豎直間隔且水平放置的薄膜5 ;所述兩片薄膜5之間設(shè)置有彈性絕緣材料，防止通電 后每組金屬薄片組4被擊穿，且所述金屬薄片組4可以等效為一個(gè)平板電容，則有C =
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂，其特征在于：包含上支架、下支架；所述上支架 的上端設(shè)置有第一圓凸臺(tái)；所述下支架的上端設(shè)置有第二圓凸臺(tái)；所述上支架的下端和下 支架的上端呈鉸鏈連接，且第一圓凸臺(tái)和第二圓凸臺(tái)之間圓周方向上豎直的設(shè)置有多根均 勻且互相平行放置的纖維；所述每根纖維內(nèi)設(shè)置有多組豎直間隔且水平放置的金屬薄片 組；所述每組金屬薄片組內(nèi)設(shè)置有兩片豎直間隔且水平放置的薄膜，且兩片薄膜之間設(shè)置 有彈性絕緣材料；在工作時(shí)，通過給每組金屬薄片組內(nèi)兩片薄膜上施加正負(fù)相反的電荷或 同種電荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生方向不同的庫(kù)倉(cāng)力，通過庫(kù)倉(cāng)力改變每組金屬薄片組內(nèi)兩片薄膜的上下 距離，從而控制每根纖維的伸縮尺寸，使手臂完成各種期望動(dòng)作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂，其特征在于：所述上支架的 下端設(shè)置有球體；所述下支架的上端中心設(shè)置有球形凹槽；所述上支架下端的球體設(shè)置在 下支架上端的球形凹槽內(nèi)呈球鉸鏈連接，且上支架可以繞著下支架水平360度轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂，其特征在于：所述相鄰的金 屬薄片組之間設(shè)置有彈性絕緣材料；所述兩片薄膜同時(shí)平面螺旋成截面呈梯形狀的金屬薄 片組，增加了每組金屬薄片組內(nèi)兩片薄膜的受力面積。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種纖維收縮控制的仿生機(jī)械手臂，包含上支架、下支架；所述上支架的上端設(shè)置有第一圓凸臺(tái)；所述下支架的上端設(shè)置有第二圓凸臺(tái)；所述上支架的下端和下支架的上端呈鉸鏈連接，且第一圓凸臺(tái)和第二圓凸臺(tái)之間圓周方向上豎直的設(shè)置有多根均勻且互相平行放置的纖維；所述每根纖維內(nèi)設(shè)置有多組豎直間隔且水平放置的金屬薄片組；所述每組金屬薄片組內(nèi)設(shè)置有兩片豎直間隔且水平放置的薄膜，且兩片薄膜之間設(shè)置有彈性絕緣材料；本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡(jiǎn)單、不存在電磁耦合和磨損、抗干擾、穩(wěn)定性好，從而提高了生產(chǎn)效率，也降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】B25J18-06, B25J17-00, B25J13-00
【公開號(hào)】CN104816315
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510117448
【發(fā)明人】左昱昱, 莊曉琴
【申請(qǐng)人】蘇州市恒加新精密機(jī)械科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日