CN113733067B

CN113733067B - 一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂

Info

Publication number: CN113733067B
Application number: CN202111111441.5A
Authority: CN
Inventors: 姜潮; 王昭; 田万一
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2041-09-23
Also published as: CN113733067A; WO2023045647A1

Abstract

本发明提供一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，包括驱动基体和蛇形臂，蛇形臂的一端连接在驱动基体上，蛇形臂由并联平行关节串联组成，每个并联平行关节包括并联的多个相同的活动连杆机构，每个并联平行关节还包括与并联的多个相同的活动连杆机构两端分别连接的平台，并联的多个相同的活动连杆机构两端的其中一端平台固定时，另一端平台相对于该平台做球面平移运动，且相邻两平台始终保持平行，活动连杆机构至少包括连杆，驱动基体内安装有多个驱动单元，每个驱动单元通过钢丝绳分别与并联平行关节内的每个连杆相连，每一钢丝绳连接一连杆，通过利用集中分布的电机驱动钢丝绳带动各个并联平行关节实现蛇形臂运动。

Description

一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂

技术领域

本发明属于蛇形机械臂技术领域，具体涉及一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂。

背景技术

蛇形臂即蛇形机械臂，具有自由度高、运动灵活、适应性强等特点，多应用于复杂狭小空间以及多障碍结构环境，可在其末端安装摄像头、激光头，代替人类完成复杂狭小环境中的检测、焊接等任务，其应用前景十分广阔。在一些特定的场景下，如核辐射环境中，对蛇形臂提出了更高的要求，不仅要能实现最基本的运动功能，还要求负载要大，距离要远，同时还要求蛇形臂具有耐辐射的特性，否则无法适应核辐射等极端环境。

目前国内外已研制出多种蛇形臂，这些蛇形臂主要包括四种类型，第一种是在关节处利用电机驱动，第二种是在关节处利用液压缸进行驱动，第三种是在关节处利用气缸进行驱动，第四种是利用绳索驱动关节实现运动，但这些蛇形臂都存在一些缺点和不足。如CN107175682B发明的蛇形机器人关节，利用关节内置电机驱动，虽然控制精度较高，但由于空间和电机性能的限制，关节数量不能过多，负载能力较小，且由于电机等电子器件在辐射环境下易损坏，机器人不耐辐射；CN112894782A发明的蛇形机器人，利用液压缸驱动关节，具有较大的负载，但其结构复杂，体积庞大，不适用于狭窄空间作业，且液压缸内的密封元件在辐射环境下易损毁，机器人不耐辐射；CN110861075A发明的蛇形机械臂，利用气缸驱动关节，其负载较小，由于气缸的运动难以精确控制，所以精度也不高，且气缸内的密封元件在辐射环境下易损毁，机器人不耐辐射；CN111113390A发明的蛇形机器人，将电机集中放置在驱动箱内，用绳索驱动关节实现运动，关节处为纯机械结构，可在辐射环境下正常工作，机器人可以耐辐射，但绳索以关节连杆本身作为固定通道，关节运动时将对通过此关节的所有绳索都产生影响，导致各个关节的运动之间存在耦合，运动控制复杂且误差较大，使得机器人的运动精度较低；CN107486849A发明的蛇形臂，臂体由多个连杆串接而成，每两个相邻连杆之间通过一个十字轴关节进行活动连接，但是通过四根拉索共同对一个十字轴关节进行旋转控制，而非对关节之间的各个连杆分别进行独立控制，无法实现机器人的灵活运动，且运动范围较小，同样的绳索以关节连杆本身作为固定通道将导致各个关节的运动之间存在耦合，运动精度较低。

发明内容

本发明提供一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，利用集中分布的电机驱动钢丝绳带动各个并联平行关节实现蛇形臂运动，消除各个关节间的运动耦合性，解决上述蛇形臂机器人存在的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于：

所述蛇形臂包括驱动基体和蛇形臂，所述蛇形臂的一端连接在所述驱动基体上，所述蛇形臂由并联平行关节串联组成，按距离驱动基体由近到远分别称为第1关节、第2关节、…、第N关节，N为大于或等于1的整数；所述每个并联平行关节包括并联的m个相同的活动连杆机构且m为大于或等于3的整数，所述每个并联平行关节还包括与所述并联的m个相同的活动连杆机构两端分别连接的平台，所述并联的m个相同的活动连杆机构两端的其中一端平台固定时，另一端平台相对于该平台做球面平移运动，且相邻两平台始终保持平行，所述驱动基体内安装有多个驱动单元，每个驱动单元通过钢丝绳分别与并联平行关节内的每个连杆相连，每一钢丝绳连接一连杆。

进一步地，所述活动连杆机构还包括连杆两端各一个万向节，所述连杆通过万向节与平台连接。

进一步地，每个所述并联平行关节由m个驱动单元进行驱动，驱动单元的总数量为m*N个，与第1关节相连的m个驱动单元为第1组驱动单元，与第2关节相连的m个驱动单元为第2组驱动单元，…，第N关节相连的m个驱动单元为第N组驱动单元，驱动单元共有N组。

进一步地，所述第1关节的一个平台与驱动基体相连，第1关节的另一个平台与所述第2关节的一个平台相连，所述第2关节的另一个平台与第3关节的一个平台相连，…，第(N-1)关节的另一个平台与第N关节的一个平台相连，其中，将第1关节的另一个平台与第2关节的一个平台固定连接形成平台1，将第2关节的另一个平台与第3关节的一个平台固定连接形成平台2，……将第(N-1)关节的另一个平台与第N关节的一个平台固定连接形成平台(N-1)；或者设置第1关节的另一个平台与第2关节的一个平台为同一个平台1，第2关节的另一个平台与第3关节的一个平台为同一个平台2，……第(N-1)关节的另一个平台与第N关节的一个平台为同一个平台(N-1)。

进一步地，所述驱动单元由直线模组和电机组成的，直线模组包含丝杠和滑台，所述滑台沿所述丝杠移动。

进一步地，所述直线模组的数量为蛇形臂中平行关节的数量的m倍，与所有平行关节中连杆的总数量相同。

进一步地，所述电机为带刹车的步进电机或带减速器的减速步进电机，所述驱动单元具有自锁功能，在电机停机或断电时，驱动单元内的滑台能够立即停止运动。

进一步地，所述钢丝绳为套管钢丝绳，外部为套管，内部为钢丝绳，钢丝绳在套管内部滑动。

进一步地，每个平台中心均有一个中心通孔，每个平台周边沿圆周均匀分布有m个钢丝绳通孔；每个套管钢丝绳的套管首端均连接在驱动基体的基座上，中间穿过各个平台的中心通孔，末端连接到对应平台的钢丝绳通孔上，每个平台上仅连接驱动对应关节的m个钢丝绳的套管，所述套管钢丝绳穿过钢丝绳通孔后，末端与其所驱动的关节的连杆相连，驱动其他关节的套管钢丝绳仅从该平台中心通孔穿过，与该平台没有连接关系。

进一步地，钢丝绳通孔所连接的钢丝绳连接到所驱动的关节中与其对角的连杆上。

进一步地，根据并联平行关节的编号名称，按照顺序对连杆进行命名，第1关节的连杆分别为连杆1_1，连杆1_2，连杆1_3，…，连杆1_m，第2关节的连杆分别为连杆2_1，连杆2_2，连杆2_3，…，连杆2_m，第N关节的连杆分别为连杆N_1，连杆N_2,连杆N_3，…，连杆N_m，所述套管钢丝绳的连接方式为，驱动第1关节的m个套管钢丝绳，其套管首端连接到驱动基体的基座，末端连接到平台0的m个钢丝绳通孔，其钢丝绳首端连接到第1组驱动单元，末端通过平台0的m个钢丝绳通孔，并分别连接到第1关节的连杆1_1、连杆1_2、连杆1_3……连杆1_m，套管钢丝绳与连杆的连接位置与平台0的距离为L₁；驱动第2关节的m个套管钢丝绳，其套管首端连接到驱动基体的基座，末端连接到平台1的m个钢丝绳通孔，其钢丝绳首端连接到第2组驱动单元，末端分别连接到第2关节的连杆2_1、连杆2_2、连杆2_3……连杆2_m，钢丝绳与连杆的连接位置与平台1的距离为L₂；…；驱动第N关节的m个套管钢丝绳，其套管首端连接到驱动基体的基座，末端连接到平台(N-1)的m个钢丝绳通孔，其钢丝绳首端连接到第N组驱动单元，末端分别连接到第N关节的连杆N_1、连杆N_2、连杆N_3……连杆N_m，钢丝绳与连杆的连接位置与平台(N-1)的距离为L_N，其中L₁，L₂，…，L_N为任意常数值。

本发明的技术方案还提供了一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂的工作方法，使用上述蛇形臂，通过与第1关节相连的一组驱动单元协同运动，驱动第1关节运动到相应位置；与第2关节相连的一组驱动单元协同运动，驱动第2关节运动到相应位置；…，与第N关节相连的一组驱动单元协同运动，驱动第N关节运动到相应位置，各组驱动单元协同运动，实现蛇形臂的运动。

本发明具有如下技术特点：

1.本发明中的蛇形臂关节为并联平行关节，并联平行关节由多组相同的连杆机构并联连接，每组连杆机构都可作为支撑结构且运动状态都相同，多组连杆机构并联起来使得并联平行关节的受力相对分散，结构更加稳固。

2.本发明中的并联平行关节为空间平行机构，两端的平台始终保持平行，且一个平台相对于另一个平台做球面平移运动，多个关节串联后，蛇形臂的整体可以呈现出弯曲状态，可绕过障碍物进入狭窄区域。

3.本发明中的并联平行关节的结构简单且紧凑，重量较轻，并联平行关节的长度、大小和数量都可根据实际需求变化，以适应不同的场景，蛇形臂可以串联多个关节，实现远距离作业。

4.本发明中蛇形臂的驱动部分集中放置，蛇形臂中为纯机械结构，机械零件均采用高强度不锈钢制成，没有任何电子元件及其他易损器件，可以实现耐辐照，能够深入辐射环境作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.负载能力更强。一般的绳索驱动的蛇形臂，其转动关节为单一铰链，受力较为集中，关节处易破坏，负载能力相对较小，而本发明提供的蛇形臂，其关节是并联平行关节，可将受力分布到各个连杆中，每个连杆的受力较小，使其具有更强的负载能力；

2.运动精度更高。一般的绳索驱动的蛇形臂，驱动绳索需要以关节本身作为支撑通道，驱动末端关节的绳索需要依次经过前端的各个关节然后再连接到驱动电机，这使得中间某个关节运动时，通过此关节的绳索都受到影响，导致各个关节的运动存在关联，关节的驱动也存在耦合性，而本发明提供的蛇形臂，利用套管钢丝绳驱动并联平行关节，钢丝绳不再以关节本身作为支撑通道，而是以套管作为支撑通道，每根钢丝绳都拥有独立的套管，套管的长度是一定的，不随关节的运动而变化，因此每个关节之间的运动都是独立的，关节的驱动不存在耦合性，这可以降低关节运动控制的复杂程度，提高蛇形臂机器人的运动精度。

附图说明

本发明的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明蛇形臂伸直状态时的结构示意图；

图2为本发明蛇形臂的局部结构示意图；

图3为本发明的并联平行关节的结构示意图；

图4为本发明驱动基体内部的结构示意图；

图5为本发明蛇形臂弯曲状态时的结构示意图。

图中：1-驱动基体，11-外壳，12-基板，13-直线模组，131-滑台，132-电机，2-蛇形臂，21-套管钢丝绳，22-固定连杆，23-固定平台，231-中心通孔，232-钢丝绳通孔，24-活动连杆机构，241、243-万向节，242-连杆，25、26-动平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“前后”、“左右”、“内外”、“上下”等术语均应基于装置做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在以下本发明的具体实施方式中，一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，包括驱动基体和蛇形臂，蛇形臂的一端连接在驱动基体上，另一端可连接末端执行器或安装其他仪器设备，驱动基体是集中式的驱动部分，蛇形臂是运动部分，蛇形臂由多个并联平行关节串联组成，按距离驱动基体由近到远分别称为第1关节、第2关节、…、第N关节；

并联平行关节是一种多连杆并联机构，连杆数目为m，m大于等于3，可由三个相同的连杆机构并联而成，如3UU机构，两端各有一个平台，按照距离驱动基体由近到远分别为平台A和平台B，根据已有的相关理论，当其中一个平台如平台A固定时，平台B可相对于平台A做球面平移运动，且两平台始终保持平行；

连杆机构的两端各包含一个万向节，中间为连杆，根据并联平行关节的编号名称，按照一定顺序对连杆进行命名，第1关节的连杆分别为连杆1_1，连杆1_2，连杆1_3，第2关节的连杆分别为连杆2_1，连杆2_2，连杆2_3，…，第N关节的连杆分别为连杆N_1，连杆N_2,连杆N_3；

第1关节的平台A与驱动基体相连，第1关节的平台B与第2关节的平台A相连，第2关节的平台B与第3关节的平台A相连，…，第(N-1)关节的平台B与第N关节的平台A相连，第1关节的平台B和第2关节的平台A可以是同一平台，也可以是两个不同平台通过公知的方式进行固定连接，可将其视为一个运动整体，此处将其视为同一平台，将各个关节的平台按照距离驱动基体由近到远分别称为平台0，平台1，平台2，…，平台N；

驱动基体内安装有多个驱动单元，每个驱动单元通过钢丝绳分别与并联平行关节内的连杆相连，每个并联平行关节由m个驱动单元进行驱动，驱动单元的总数量为m*N，与第1关节相连的m个驱动单元称为第1组驱动单元，与第2关节相连的m个驱动单元称为第2组驱动单元，…，第N关节相连的m个驱动单元称为第N组驱动单元，驱动单元共有N组；

驱动单元由直线模组和电机组成的，直线模组包含丝杠和滑台，滑台在丝杠上移动，电机为带刹车的步进电机或带减速器的减速步进电机，驱动单元具有自锁功能，在电机停机或断电时，驱动单元内的滑台能够立即停止运动；

钢丝绳为套管钢丝绳，外部为套管，内部为钢丝绳，钢丝绳可在套管内部滑动，套管作为钢丝绳的导向管道；

平台0，平台1，平台2，…，平台N，每个平台中心均有一个较大通孔，周边沿圆周均匀分布有m个较小的钢丝绳通孔，套管钢丝绳的套管首端连接在驱动基体的基座上，中间穿过各个平台的中心通孔，末端连接到各个平台上，每个平台上仅连接驱动此关节的m个套管钢丝绳，而驱动其他关节的套管钢丝绳与这个平台没有连接关系，仅从平台中心穿过；

套管钢丝绳的连接方式为：驱动第1关节的m个套管钢丝绳，其套管首端连接到驱动基体的基座，末端连接到平台0的m个钢丝绳通孔，其钢丝绳首端连接到第1组驱动单元，末端分别连接到第1关节的连杆1_1、1_2和1_3，钢丝绳与连杆的连接位置与平台0的距离为L₁；驱动第2关节的m个套管钢丝绳，其套管首端连接到驱动基体的基座，末端连接到平台1的m个钢丝绳通孔，其钢丝绳首端连接到第2组驱动单元，末端分别连接到第2关节的连杆2_1、2_2和2_3，钢丝绳与连杆的连接位置与平台1的距离为L₂；…；驱动第N关节的m个套管钢丝绳，其套管首端连接到驱动基体的基座，末端连接到平台(N-1)的m个钢丝绳通孔，其钢丝绳首端连接到第N组驱动单元，末端分别连接到第N关节的连杆N_1、N_2和N_3，钢丝绳与连杆的连接位置与平台(N-1)的距离为L_N；

上述N为大于或等于1的整数，L₁，L₂，…，L_N为任意常数值，可根据实际情况选择合适的值；

蛇形臂机器人，其工作方式为：与第1关节相连的第1组驱动单元协同运动，可驱动第1关节运动到相应位置，与第2关节相连的第2组驱动单元协同运动，可驱动第2关节运动到相应位置，…，与第N关节相连的m个驱动单元协同运动，可驱动第N关节运动到相应位置，各组驱动单元协同运动，可实现蛇形臂的运动。

本发明一较佳实施例的一种蛇形臂结构请参阅图1-图5，一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，包括驱动基体1和蛇形臂2，驱动基体1包含外壳11、基板12、直线模组13，直线模组13安装在基板12上，基板12与蛇形臂2通过固定连杆22相连，固定连杆22另一端连接固定平台23，三个相同的活动连杆机构24一端连接在固定平台23上，另一端连接动平台25，三个套管钢丝绳21一端连接直线模组13，另一端连接活动连杆机构24，活动连杆机构24通过直线模组13进行驱动，从而实现蛇形臂2的运动。

如图2所示，在本实施例中，固定平台23与动平台25之间并联连接有三个相同的活动连杆机构24，固定平台23、活动连杆机构24和动平台25共同组成一个并联平行关节。固定平台23上包含中心通孔231和呈圆周均匀分布的钢丝绳通孔232。固定平台23通过三个固定连杆22与驱动基体1的基板12连接。驱动并联关节的三个套管钢丝绳21，其套管一端安装在基板12上，另一端安装在固定平台23的钢丝绳通孔232上，套管钢丝绳21内部的钢丝绳两端分别延伸，一端与直线模组13相连，另一端与活动连杆机构24相连，其余套管钢丝绳从中心通孔231穿过，与下一个并联关节相连。

如图3为本实施例中的并联平行关节的示意图，包括平台25、三个相同的活动连杆机构24和平台26，活动连杆机构24两端分别连接平台25和平台26，其连接点组成的三角形为等边三角形，活动连杆机构24两端分别包含万向节241和万向节243，两个万向节通过连杆242相连。平台25上包含中心通孔251和呈圆周均匀分布的钢丝绳通孔252，且钢丝绳通孔252的圆心位于上述平台连接点组成的等边三角形的角平分线上。平台26上的中心通孔和钢丝绳通孔分布和平台25相同，平台26可以由平台25进行空间平移得到。钢丝绳通孔252所连接的钢丝绳连接到与其对角的连杆242上，用于驱动并联平行关节运动。此并联平行关节运动时，平台26相对于平台25做球面平移运动，平台26始终平行于平台25。

如图4为本实施例中的驱动基体内部的结构示意图，直线模组13安装在基板12上，直线模组13上包含滑台131和电机132，滑台131与钢丝绳相连，电机132驱动滑台131移动，滑台131带动钢丝绳可拉动并联平行关节上的连杆运动，三个直线模组配合运动，拉动对应的平行关节上的连杆，可实现并联平行关节的运动。直线模组13的数量为蛇形臂中平行关节的数量的三倍，与所有平行关节中连杆的总数量相同。

图5为本实施例中的并联平行关节弯曲时的示意图，各个关节运动到不同位置时，可使末端关节到达空间中某一位置。

本发明中的蛇形臂，可通过改变并联平行关节的数量和并联平行关节中连杆242的长度、间距等应用于不同场景；

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，包括驱动基体（1）和蛇形臂（2），所述蛇形臂（2）的一端连接在所述驱动基体（1）上，所述蛇形臂由并联平行关节串联组成，按距离驱动基体由近到远分别称为第1关节、第2关节、…、第N关节，N为大于或等于1的整数；所述每个并联平行关节包括并联的m个相同的活动连杆机构（24）且m为大于或等于3的整数，所述每个并联平行关节还包括与所述并联的m个相同的活动连杆机构两端分别连接的平台，所述并联的m个相同的活动连杆机构两端的其中一端平台固定时，另一端平台相对于该平台做球面平移运动，且相邻两平台始终保持平行，所述活动连杆机构（24）至少包括连杆（242），所述驱动基体（1）内安装有多个驱动单元，每个驱动单元通过钢丝绳分别与并联平行关节内的每个连杆（242）相连，每一钢丝绳连接一连杆（242）。

2.根据权利要求1所述的一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于，所述活动连杆机构还包括连杆（242）两端各一个万向节（241、243），所述连杆（242）通过万向节（241、243）与平台连接。

3.根据权利要求1所述的一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于，每个所述并联平行关节由m个驱动单元进行驱动，驱动单元的总数量为m*N个，与第1关节相连的m个驱动单元为第1组驱动单元，与第2关节相连的m个驱动单元为第2组驱动单元，…，第N关节相连的m个驱动单元为第N组驱动单元，驱动单元共有N组。

4.根据权利要求1所述的一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于，所述第1关节的一个平台与驱动基体相连，第1关节的另一个平台与所述第2关节的一个平台相连，所述第2关节的另一个平台与第3关节的一个平台相连，…，第(N-1)关节的另一个平台与第N关节的一个平台相连，其中，将第1关节的另一个平台与第2关节的一个平台固定连接形成平台1，将第2关节的另一个平台与第3关节的一个平台固定连接形成平台2，……将第(N-1)关节的另一个平台与第N关节的一个平台固定连接形成平台(N-1)；或者设置第1关节的另一个平台与第2关节的一个平台为同一个平台1，第2关节的另一个平台与第3关节的一个平台为同一个平台2，……第(N-1)关节的另一个平台与第N关节的一个平台为同一个平台(N-1)。

5.根据权利要求1所述的一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于，所述驱动单元由直线模组（13）和电机（132）组成，直线模组（13）包含丝杠和滑台（131），所述滑台（131）沿所述丝杠移动。

6.根据权利要求5所述的一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于，所述直线模组（13）的数量为蛇形臂中并联平行关节的数量的m倍，与所有并联平行关节中连杆的总数量相同。

7.根据权利要求5所述的一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于，所述电机为带刹车的步进电机或带减速器的减速步进电机，所述驱动单元具有自锁功能，在电机停机或断电时，驱动单元内的滑台能够立即停止运动。

8.根据权利要求1所述的一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于，每个平台中心均有一个中心通孔（231），每个平台周边沿圆周均匀分布有m个钢丝绳通孔（232）；每个套管钢丝绳（21）的套管首端均连接在驱动基体的基座上，中间穿过各个平台的中心通孔，末端连接到对应平台的钢丝绳通孔（232）上，每个平台上仅连接驱动对应关节的m个钢丝绳的套管，所述套管钢丝绳穿过钢丝绳通孔（232）后，末端与其所驱动的关节的连杆（242）相连，驱动其他关节的套管钢丝绳仅从该平台中心通孔（231）穿过。

9.一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂的工作方法，使用如权利要求1-8中任一项所述的一种大负载远距离耐辐射的高精度蛇形臂，其特征在于：与第1关节相连的一组驱动单元协同运动，驱动第1关节运动到相应位置，与第2关节相连的一组驱动单元协同运动，驱动第2关节运动到相应位置，…，与第N关节相连的一组驱动单元协同运动，驱动第N关节运动到相应位置，各组驱动单元协同运动，实现蛇形臂的运动。