一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂的制作方法

本发明属于机械臂技术领域，具体涉及一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂。

背景技术：

机械人操作臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配,安全防爆等领域得到广泛应用；目前已有的机器人操作臂大多以刚性结构为主，使用时笨重、运动范围有限且灵活性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，有效的解决了现有刚性机器人操作臂笨重、运动范围有限及灵活性差的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，包括基座、压缩弹簧与拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端固定在基座上，压缩弹簧的中心孔径与拉伸弹簧的外径相等，且拉伸弹簧位于压缩弹簧内，压缩弹簧的一端设有上安装板，且经上安装板与拉伸弹簧的另一端固定，上安装板上设有多个传动绳，多个传动绳沿压缩弹簧的圆周方向均布，基座上设有与多个传动绳相对应的驱动结构，每个传动绳的另一端均缠绕在其对应侧的驱动结构上，压缩弹簧的另一端设有下安装板，下安装板与基座固定连接。

优选的，所述的压缩弹簧上经光轴螺钉安装有多个轴承滑轮，每根传动绳均从其对应侧的轴承滑轮上穿过。

优选的，所述的上安装板上开设有与拉伸弹簧固定的上安装孔。

优选的，所述的下安装板上开设有与拉伸弹簧固定的下安装孔。

优选的，所述的下安装板经螺栓与基座固定连接。

优选的，所述的驱动结构包括绳轮与电机，传动绳缠绕在绳轮上，绳轮与电机的输出端固定。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，采用拉伸弹簧作为骨架加压缩弹簧环绕的结构，提高了操作臂的负载能力，使用传动绳带动整体弯曲，提高了操作臂的灵活性，便于操作臂多方位弯曲。

2、本发明中，轴承滑轮的设置，降低了传动绳收放过程中受到的摩擦力，提高了传动绳的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的仰视图。

图3为本发明图1中a的放大图。

图中标记：1基座、2压缩弹簧、3拉伸弹簧、4上安装板、5传动绳、6驱动结构、601绳轮、602电机、7下安装板、8轴承滑轮、9上安装孔、10下安装孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1：

由图1给出，一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，包括基座1、压缩弹簧2与拉伸弹簧3，拉伸弹簧3的一端固定在基座1上，压缩弹簧2的中心孔径与拉伸弹簧3的外径相等，且拉伸弹簧3位于压缩弹簧2内，压缩弹簧2的一端设有上安装板4，且经上安装板4与拉伸弹簧3的另一端固定，上安装板4上设有多个传动绳5，多个传动绳5沿压缩弹簧2的圆周方向均布，由图2给出，基座1上设有与多个传动绳5相对应的驱动结构6，每个传动绳5的另一端均缠绕在其对应侧的驱动结构6上，压缩弹簧2的另一端设有下安装板7，下安装板7与基座1固定连接。

工作原理：驱动结构6拉动一侧的传动绳5，传动绳5经上安装板4带动压缩弹簧2压缩，由于拉绳弹簧无法继续压缩，传动绳5使安装板向一侧倾斜，可以根据需要将拉动对应侧的传动绳5，使操作臂全方位弯曲。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，优选的，由图3给出，所述的压缩弹簧2上经光轴螺钉安装有多个轴承滑轮8，每根传动绳5均从其对应侧的轴承滑轮8上穿过。可以有效的降低传动绳5收放过程中的摩擦力，提高了传动绳5的使用寿命。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上，优选的，由图1给出，所述的上安装板4上开设有与拉伸弹簧3固定的上安装孔9。所述的下安装板7上开设有与拉伸弹簧3固定的下安装孔10。所述的下安装板7经螺栓与基座1固定连接。便于操作臂的安装与拆卸，提高了工人的工作效率。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上，优选的，由图2给出，所述的驱动结构6包括绳轮601与电机602，传动绳5缠绕在绳轮601上，绳轮601与电机602的输出端固定。

工作原理：启动电机602，电机602带动绳轮601转动，使传动绳5缠绕在其对应侧的绳轮601上，从而控制传动绳5的长度，最终传动绳5使操作臂弯曲。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，包括基座(1)、压缩弹簧(2)与拉伸弹簧(3)，其特征在于，拉伸弹簧(3)的一端固定在基座(1)上，压缩弹簧(2)的中心孔径与拉伸弹簧(3)的外径相等，且拉伸弹簧(3)位于压缩弹簧(2)内，压缩弹簧(2)的一端设有上安装板(4)，且经上安装板(4)与拉伸弹簧(3)的另一端固定，上安装板(4)上设有多个传动绳(5)，多个传动绳(5)沿压缩弹簧(2)的圆周方向均布，基座(1)上设有与多个传动绳(5)相对应的驱动结构(6)，每个传动绳(5)的另一端均缠绕在其对应侧的驱动结构(6)上，压缩弹簧(2)的另一端设有下安装板(7)，下安装板(7)与基座(1)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，其特征在于，所述的压缩弹簧(2)上经光轴螺钉安装有多个轴承滑轮(8)，每根传动绳(5)均从其对应侧的轴承滑轮(8)上穿过。

3.根据权利要求1所述的一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，其特征在于，所述的上安装板(4)上开设有与拉伸弹簧(3)固定的上安装孔(9)。

4.根据权利要求1所述的一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，其特征在于，所述的下安装板(7)上开设有与拉伸弹簧(3)固定的下安装孔(10)。

5.根据权利要求1所述的一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，其特征在于，所述的下安装板(7)经螺栓与基座(1)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，其特征在于，所述的驱动结构(6)包括绳轮(601)与电机(602)，传动绳(5)缠绕在绳轮(601)上，绳轮(601)与电机(602)的输出端固定。

技术总结
本发明公开了一种基于弹簧结构的连续体柔性操作臂，有效的解决了现有刚性机器人操作臂笨重、运动范围有限及灵活性差的问题；包括基座、压缩弹簧与拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端固定在基座上，压缩弹簧的中心孔径与拉伸弹簧的外径相等，且拉伸弹簧位于压缩弹簧内，压缩弹簧的一端设有上安装板，且经上安装板与拉伸弹簧的另一端固定，上安装板上设有多个传动绳，多个传动绳沿压缩弹簧的圆周方向均布，基座上设有与多个传动绳相对应的驱动结构，每个传动绳的另一端均缠绕在其对应侧的驱动结构上，压缩弹簧的另一端设有下安装板，下安装板与基座固定连接；提高了操作臂的灵活性，便于操作臂多方位弯曲。

技术研发人员：朱延河;赵杰;李长乐
受保护的技术使用者：洛阳尚奇机器人科技有限公司
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2021.05.28