CN109262600B - 一种可伸缩软体机械装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械领域，具体的是公开了一种可伸缩软体机械装置，包括由若干个可伸缩模块首尾顺次转动连接的伸缩链和包裹在伸缩链外侧的弹性包裹材料，所述伸缩链的根部一端转动连接在固定端上，伸缩链的末梢端上转动连接功能安装端，还包括有装填在弹性包裹材料内的可压缩填材，可伸缩模块内设有运动驱动机构，运动驱动机构伸缩改变伸缩链长度。本发明通过设置的多个可伸缩模块首尾相连，可伸缩模块以及安装在内部的功能模块都可以通过控制电路进行控制，并且控制方法可以通过编程完成运动功能，并可以控制每一节可伸缩模块的运动方式，使整个装置能够任意位置弯曲伸缩，能够在多弯曲的狭小空间内使用，更加准确的进行监测。

Description

一种可伸缩软体机械装置
技术领域
本发明涉及机械领域，具体是一种可伸缩软体机械装置。
背景技术
现有的监测、测量设备通过其中的传感器能够检测特殊环境中的环境情况，通过可伸缩的机械装置伸入到环境中，通过其末端的功能模块中的元件进行监测，但是对于一些特殊的狭小空间，内部弯曲结构复杂，常规的伸缩装置由于其自身限制，在弯曲的环境中则无法顺利进入到内部，绕过弯曲位置到达指定位置进行监测，往往需要人工进行周围环境的处理才使伸缩装置进入到内部进行监测，给施工人员造成困扰，不利于准确监测。因此，需要设计一种能够根据需要自由弯曲伸缩的装置解决上述问题，实现在多弯曲狭小空间内伸缩。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可伸缩软体机械装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可伸缩软体机械装置，包括由若干个可伸缩模块首尾顺次转动连接的伸缩链和包裹在伸缩链外侧的弹性包裹材料，所述伸缩链的根部一端转动连接在固定端上，用来和整机安装固定连接，伸缩链的末梢端上转动连接功能安装端，还包括有装填在弹性包裹材料内的可压缩填材，可伸缩模块内设有运动驱动机构，运动驱动机构伸缩改变伸缩链长度。
所述的伸缩链为线性伸缩链，线性伸缩链中的可伸缩模块包括有连接母关节、伸缩臂、运动驱动机构和连接公关节，伸缩臂固定连接在运动驱动机构的输出端上，连接母关节固定在伸缩臂的另外一端，在所述运动驱动机构的另外一端固定有连接公关节，便于将多个可伸缩模块首尾转动连接，即通过前一个可伸缩模块的连接公关节与后一个可伸缩模块的连接母关节通过销轴转动连接。
所述伸缩链为树状链，树状链中的可伸缩模块包括有连接母关节、伸缩臂、运动驱动机构和多分枝连接公关节，伸缩臂固定连接在运动驱动机构的输出端上，连接母关节固定在伸缩臂的另外一端，在所述运动驱动机构的另外一端固定有多分枝连接公关节，将多个可伸缩模块首尾转动连接，即由一个可伸缩模块同时衔接个以上可伸缩模块，形成多分支的树状结构。
进一步的：所述运动驱动机构为伸缩电机或伸缩气缸。
进一步的：所述功能安装端上安装震动电机、发热模块或摄像镜头等其他组件，形成不同的功能。
进一步的：所述弹性包裹材料为硅橡胶、热塑性弹性体、橡胶等可以弹性伸缩变形的材料。
进一步的：所述可压缩填材为海绵、发泡硅胶、气体或液体填充材料。
进一步的：在所述弹性包裹材料内还设有一个或多个气囊，通过充放气使整个软体机械装置外形可以变粗或变细。
进一步的：在所述的弹性包裹材料内还设有一个或多个可电动控制伸缩人工肌肉，可电动控制伸缩人工肌肉的头尾分别与固定端、功能安装端固定，当可电动控制伸缩人工肌肉的长度收缩或伸长时，可以控制多个功能模块的连接转轴的转动方向。
进一步的：在所述弹性包裹材料内还设有多个传感器，可以是压力传感器、温度传感器等，各类传感器用于测量运动过程中的外界环境变化，可以安装单个，也可以是阵列安装的多个传感器，传感器感受到外部环境作用在上述软体机械装置的压力变化，湿度变化，传感器可也包含光学感知传感器（如红外线、可见光、紫外线感知传感器，图像感知传感器，光学测距传感器）。通过传感器感知外部环境变化的反馈信号作为控制本发明装置机械运动的参数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置的多个可伸缩模块首尾相连，可伸缩模块以及安装在内部的功能模块都可以通过控制电路进行控制，并且控制方法可以通过编程完成运动功能，比如按照不同的速度伸长缩短、变粗变细，并可以控制每一节可伸缩模块的运动方式，使整个装置能够任意位置弯曲伸缩，能够在多弯曲的狭小空间没使用，更加准确的进行监测；另外装置使用范围广泛，功能多样，提高了其实用性。
附图说明
图1为一种可伸缩软体机械装置的结构示意图。
图2为一种可伸缩软体机械装置中线性伸缩链的结构示意图。
图3为一种可伸缩软体机械装置的线性伸缩链中可伸缩模块的结构示意图。
图4为一种可伸缩软体机械装置的树状链中可伸缩模块的结构示意图。
图中：1、连接母关节；2、伸缩臂；3、运动驱动机构；4、连接公关节；5、气囊；6、固定端；7、功能安装端；8、可压缩填材；9、弹性包裹材料。10、可电动控制伸缩人工肌肉；11、传感器；12、多分枝连接公关节。
具体实施方式
实施例1
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种可伸缩软体机械装置，包括由若干个可伸缩模块首尾顺次转动连接的线性伸缩链和包裹在线性伸缩链外侧的弹性包裹材料9，还包括有装填在弹性包裹材料9内的可压缩填材8。
所述可伸缩模块包括有连接母关节1、伸缩臂2、运动驱动机构3和连接公关节4，运动驱动机构3为伸缩电机或伸缩气缸，伸缩臂2固定连接在运动驱动机构3的输出端上，连接母关节1固定在伸缩臂2的另外一端，在所述运动驱动机构3的另外一端固定有连接公关节4，便于将多个可伸缩模块首尾转动连接，即通过前一个可伸缩模块的连接公关节4与后一个可伸缩模块的连接母关节1通过销轴转动连接。
由若干个可伸缩模块首尾连接形成的线性伸缩链的根部一端（图1的右端）转动连接在固定端6上，用来和整机安装固定连接，线性伸缩链的末梢端（图1中的左端）上转动连接功能安装端7，功能安装端7上安装震动电机、发热模块、摄像镜头等其他组件，形成不同的功能。
所述弹性包裹材料9的材料可以是硅橡胶、热塑性弹性体、橡胶等可以弹性伸缩变形的材料。当上述功能模块为摄像镜头时，弹性包裹材料9为透明材料。
所述可压缩填材8为海绵、发泡硅胶、气体或液体填充材料。
每一节可伸缩模块以及安装在内部的功能模块都可以通过控制电路进行控制，并且控制方法可以通过编程完成运动功能，比如按照不同的速度伸长缩短、变粗变细，并可以控制每一节可伸缩模块的运动方式。
实施例2
一种可伸缩软体机械装置，包括由若干个可伸缩模块首尾顺次转动连接的树状链和包裹在树状链外侧的弹性包裹材料9，还包括有装填在弹性包裹材料9内的可压缩填材8。
所述可伸缩模块包括有连接母关节1、伸缩臂2、运动驱动机构3和多分枝连接公关节12，运动驱动机构3为伸缩电机或伸缩气缸，伸缩臂2固定连接在运动驱动机构3的输出端上，连接母关节1固定在伸缩臂2的另外一端，在所述运动驱动机构3的另外一端固定有多分枝连接公关节12，将多个可伸缩模块首尾转动连接，即由一个可伸缩模块同时衔接3个以上可伸缩模块，形成多分支的树状结构。
实施例3
在所述弹性包裹材料9内还设有一个或多个气囊5，通过充放气使整个软体机械装置外形可以变粗或变细。
实施例4
在所述的弹性包裹材料9内还设有一个或多个可电动控制伸缩人工肌肉10，可电动控制伸缩人工肌肉10的头尾分别与固定端6、功能安装端7固定；当可电动控制伸缩人工肌肉10的长度收缩或伸长时，可以控制多个功能模块的连接转轴的转动方向。
实施例5
在所述弹性包裹材料9内还设有多个传感器11，传感器11可以是力学感知传感器、温度感知传感器、也包含光学感知传感器（如红外线、可见光、紫外线感知传感器，图像感知传感器，光学测距传感器，各类传感器11用于测量运动过程中的外界环境变化，可以安装单个，也可以是阵列安装的多个传感器11，传感器11感受到外部环境作用在上述软体机械装置的压力变化，湿度变化。
装置还包含一套控制系统，系统包含两种控制模式，任务指令控制和应激反应控制，其中任务指令控制是根据主控发出的可编程的指令控制机械装置运动；其中应激反应控制是根据传感器检测外部环境变化后，根据反馈信号控制调整机械装置运动。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种可伸缩软体机械装置，其特征在于，包括由若干个可伸缩模块首尾顺次转动连接的伸缩链和包裹在伸缩链外侧的弹性包裹材料(9)，所述伸缩链的根部一端转动连接在固定端(6)上，伸缩链的末梢端上转动连接功能安装端(7)，还包括有装填在弹性包裹材料(9)内的可压缩填材(8)，可伸缩模块内设有运动驱动机构(3)，运动驱动机构(3)伸缩改变伸缩链长度；
所述伸缩链为树状链，树状链中的可伸缩模块包括有连接母关节(1)、伸缩臂(2)、运动驱动机构(3)和多分枝连接公关节(12)，伸缩臂(2)固定连接在运动驱动机构(3)的输出端上，连接母关节(1)固定在伸缩臂(2)的另外一端，在所述运动驱动机构(3)的另外一端固定有多分枝连接公关节(12)；
在所述弹性包裹材料(9)内还设有一个或多个气囊(5)。
2.根据权利要求1所述的一种可伸缩软体机械装置，其特征在于：所述运动驱动机构(3)为伸缩电机或伸缩气缸。
3.根据权利要求1所述的一种可伸缩软体机械装置，其特征在于：所述功能安装端(7)上安装震动电机、发热模块或摄像镜头。
4.根据权利要求1所述的一种可伸缩软体机械装置，其特征在于：所述弹性包裹材料(9)为硅橡胶、热塑性弹性体、橡胶。
5.根据权利要求1所述的一种可伸缩软体机械装置，其特征在于：所述可压缩填材(8)为海绵、发泡硅胶、气体或液体填充材料。
6.根据权利要求1所述的一种可伸缩软体机械装置，其特征在于：在所述的弹性包裹材料(9)内还设有一个或多个可电动控制伸缩人工肌肉(10)，可电动控制伸缩人工肌肉(10)的头尾分别与固定端(6)、功能安装端(7)固定。
7.根据权利要求6所述的一种可伸缩软体机械装置，其特征在于：在所述弹性包裹材料(9)内还设有多个传感器(11)。
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