并联驱动柔性机械臂腕的设计与实现
2025-01-24 16:23
No.1332385289578225664
技术概要
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本技术介绍了一种新型的并联驱动柔性机械臂腕,该设计包含上表面、下表面及三个人工肌肉。每个人工肌肉由上盖、下盖和硅胶主体构成,其中硅胶主体为圆柱形,内含镍钛记忆合金线圈和两个固定板。镍钛记忆合金线圈通过线圈孔与外部电路相连,而固定板上分别安装有磁铁和霍尔元件,两者数量相等且对应。此外,硅胶主体中部设有圆柱形空腔,与固定板中空区域配合,用于布置霍尔元件导线。
背景技术
近年来,具有高精度、高重复性作业能力的刚性机械臂在加工制造、灾后救援、资源勘探等领域得到了广泛应用。为了提高机械臂作业的灵巧性,研究者们提出使用机械腕以增加机械臂末端执行器的自由度。然而,传统的刚体机械腕受到刚性材料大惯性、高硬度等特性的限制,存在工作空间大,交互安全性低的痛点。这些痛点导致刚体机械腕难以适应农业、矿业以及水下(例如,礁石环境、珊瑚栖息地等)等非结构化作业环境。因此,面向非结构化受限环境开发一种紧凑、交互安全的机械腕迫在眉睫。 现阶段国内外研究可以根据驱动方式将机械腕分为以下三类:(1)电机驱动;(2)气压驱动;(3)液压驱动。其中,基于电机驱动的机械腕采用电机传动的工作原理,优点是定位精度高和响应速度快,缺点是质量大、结构柔顺性差。基于气压/液压驱动的机械腕通过控制机械腕结构组件中的气压/液压差来实现机械腕的基础运动,优点是带负载能力强,缺点是驱动器质量大且体积大,难以进行便携化设计。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
程骋胡飞宇沈逸岳作功杨立仁邰若晨
技术所属: 华中科技大学.
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