一种纤维收缩控制的仿生机械手臂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自动化控制领域，特指一种结构紧凑、控制简单的纤维收缩控制的仿 生机械手臂。
【背景技术】
[0002] 机械手臂能够接受指令，精确的定位到三维空间上某一点进行工作，广泛应用于 半导体、制造、工业、医疗、军事以及太空探索等领域；如图1所示，传统机械手臂传动靠驱 动电机并通过减速装置实现工作的，由于传统的机械手臂结构比较复杂，导致对电机以及 减速器的要求较高，增加了生产成本；面临复杂任务时需要使用较多的关节，增加了控制难 度，为此，我们研发了一种结构紧凑、控制简单的纤维收缩控制的仿生机械手臂，从而提高 了生产效率，也降低了生产成本。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种结构紧凑、控制简单的纤维收 缩控制的仿生机械手臂。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种纤维收缩控制的仿生机械手臂， 包含上支架、下支架；所述上支架的上端设置有第一圆凸台；所述下支架的上端设置有第 二圆凸台；所述上支架的下端和下支架的上端呈铰链连接，且第一圆凸台和第二圆凸台之 间圆周方向上竖直的设置有多根均匀且互相平行放置的纤维；所述每根纤维内设置有多组 竖直间隔且水平放置的金属薄片组；所述每组金属薄片组内设置有两片竖直间隔且水平放 置的薄膜，且两片薄膜之间设置有弹性绝缘材料；在工作时，通过给每组金属薄片组内两片 薄膜上施加正负相反的电荷或同种电荷时会产生方向不同的库仓力，通过库仓力改变每组 金属薄片组内两片薄膜的上下距离，从而控制每根纤维的伸缩尺寸，使手臂完成各种期望 动作。
[0005] 优选的，所述上支架的下端设置有球体；所述下支架的上端中心设置有球形凹槽； 所述上支架下端的球体设置在下支架上端的球形凹槽内呈球铰链连接，且上支架可以绕着 下支架水平360度转动。
[0006] 优选的，所述相邻的金属薄片组之间设置有弹性绝缘材料；所述两片薄膜同时平 面螺旋成截面呈梯形状的金属薄片组，增加了每组金属薄片组内两片薄膜的受力面积。
[0007] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点： 本发明所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂通过给金属薄片组内两片薄膜上施加不 同的电荷，控制各纤维的伸缩尺寸，使手臂能够自然弯曲，完成各种期望动作，且结构紧凑、 控制简单、不存在电磁耦合和磨损、抗干扰、稳定性好，从而提高了生产效率，也降低了生产 成本。
【附图说明】
[0008] 下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明： 附图1为传统机械臂传动的流程图； 附图2为本发明所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂的剖视图； 附图3为本发明所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂的运动示意图； 附图4为本发明所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂中纤维通同种电荷时的结构示 意图； 附图5为本发明所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂中纤维通正负相反的电荷时的 结构示意图； 附图6为本发明所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂中一组金属薄片中两片薄膜的 结构示意图； 其中：1、上支架；2、下支架；3、纤维；4、金属薄片组；5、薄膜。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0010] 附图2-5本发明所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂，包含上支架1和下支 架2 ;所述上支架1的上端设置有第一圆凸台，下端设置有球体；所述下支架2的上 端设置有第二圆凸台，且中心设置有球形凹槽；所述上支架1下端的球体设置在下支 架2上端的球形凹槽内呈球铰链连接，且上支架1可以绕着下支架2水平360度转 动；所述第一圆凸台和第二圆凸台之间圆周方向上竖直的设置有多根均匀且互相平行 放置的纤维3 ;所述每根纤维3内设置有多组竖直间隔且水平放置的金属薄片组4 ;所 述相邻的金属薄片组4之间设置有弹性绝缘材料；所述每组金属薄片组4内设置有两 片竖直间隔且水平放置的薄膜5 ;所述两片薄膜5之间设置有弹性绝缘材料，防止通电 后每组金属薄片组4被击穿，且所述金属薄片组4可以等效为一个平板电容，则有C =
【主权项】
1. 一种纤维收缩控制的仿生机械手臂，其特征在于：包含上支架、下支架；所述上支架 的上端设置有第一圆凸台；所述下支架的上端设置有第二圆凸台；所述上支架的下端和下 支架的上端呈铰链连接，且第一圆凸台和第二圆凸台之间圆周方向上竖直的设置有多根均 匀且互相平行放置的纤维；所述每根纤维内设置有多组竖直间隔且水平放置的金属薄片 组；所述每组金属薄片组内设置有两片竖直间隔且水平放置的薄膜，且两片薄膜之间设置 有弹性绝缘材料；在工作时，通过给每组金属薄片组内两片薄膜上施加正负相反的电荷或 同种电荷时会产生方向不同的库仓力，通过库仓力改变每组金属薄片组内两片薄膜的上下 距离，从而控制每根纤维的伸缩尺寸，使手臂完成各种期望动作。
2. 根据权利要求1所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂，其特征在于：所述上支架的 下端设置有球体；所述下支架的上端中心设置有球形凹槽；所述上支架下端的球体设置在 下支架上端的球形凹槽内呈球铰链连接，且上支架可以绕着下支架水平360度转动。
3. 根据权利要求1所述的纤维收缩控制的仿生机械手臂，其特征在于：所述相邻的金 属薄片组之间设置有弹性绝缘材料；所述两片薄膜同时平面螺旋成截面呈梯形状的金属薄 片组，增加了每组金属薄片组内两片薄膜的受力面积。
【专利摘要】本发明涉及一种纤维收缩控制的仿生机械手臂，包含上支架、下支架；所述上支架的上端设置有第一圆凸台；所述下支架的上端设置有第二圆凸台；所述上支架的下端和下支架的上端呈铰链连接，且第一圆凸台和第二圆凸台之间圆周方向上竖直的设置有多根均匀且互相平行放置的纤维；所述每根纤维内设置有多组竖直间隔且水平放置的金属薄片组；所述每组金属薄片组内设置有两片竖直间隔且水平放置的薄膜，且两片薄膜之间设置有弹性绝缘材料；本发明结构紧凑、控制简单、不存在电磁耦合和磨损、抗干扰、稳定性好，从而提高了生产效率，也降低了生产成本。
【IPC分类】B25J18-06, B25J17-00, B25J13-00
【公开号】CN104816315
【申请号】CN201510117448
【发明人】左昱昱, 庄晓琴
【申请人】苏州市恒加新精密机械科技有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月18日