CN207953859U - 一种变刚度柔性机械臂 - Google Patents
一种变刚度柔性机械臂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207953859U CN207953859U CN201820328136.9U CN201820328136U CN207953859U CN 207953859 U CN207953859 U CN 207953859U CN 201820328136 U CN201820328136 U CN 201820328136U CN 207953859 U CN207953859 U CN 207953859U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mechanical arm
- variation rigidity
- end cover
- gas chamber
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Prostheses (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
Abstract
本实用新型是一种变刚度柔性机械臂，包括机械臂上端盖、机械臂主体、机械臂下端盖和四根硅胶管；机械臂主体与机械臂上端盖和下端盖共同组成一个圆柱体结构，形成变刚度柔性机械臂；机械臂上端盖有四个通孔，通过四根硅胶管分别与机械臂主体的三个弯曲气室和一个变刚度气室连接，变刚度气室在机械臂主体的正中间，三个弯曲气室沿着变刚度气室的圆周方向均匀分布，三个弯曲气室中仅有空气，变刚度气室中充满颗粒状填充物；机械臂下端盖是一个圆柱体结构，用于密封机械臂主体的四个气室。本实用新型全部采用柔性材料制作，利用气动实现机械臂的弯曲，颗粒抽真空改变机械臂的刚度，可用于手术中使用的机械臂，不会对人体造成伤害，应用前景广阔。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于医学领域的机械臂，特别变刚度柔性机械臂。
背景技术
传统的医用机械臂采用金属或者塑料制作，手术中误操作会对人体造成伤害，而柔性机械臂由于自身固有的柔顺性，与人碰撞后发生变形，不会对人体器官造成伤害。
针对以上情况，有必要研究一种新型的变刚度柔性机械臂来解决这些问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种变刚度柔性机械臂。
本实用新型包括机械臂上端盖、机械臂主体、机械臂下端盖和四根硅胶管；机械臂主体与机械臂上端盖和下端盖共同组成一个圆柱体结构，形成变刚度柔性机械臂；机械臂上端盖有四个通孔，通过四根硅胶管分别与机械臂主体的三个弯曲气室和一个变刚度气室连接，变刚度气室在机械臂主体的正中间，三个弯曲气室沿着变刚度气室的圆周方向均匀分布，三个弯曲气室中仅有空气，变刚度气室中充满颗粒状填充物；机械臂下端盖是一个圆柱体结构，用于密封机械臂主体的四个气室。
所述三个弯曲气室沿着机械臂的圆周方向均匀分布，向其中一个气室充入高压气体后，气室膨胀，由于气室向内侧膨胀的阻力大于外侧阻力，机械臂沿着该气室的相反方向弯曲。控制三个气室的气压，可以使机械臂朝各个方向弯曲。
所述变刚度气室中充满细沙子，对该气室抽真空后，机械臂变硬，且机械臂的刚度随着真空度的增加而增加。
所述变刚度柔性机械臂是一个独立的机械臂模块，多个机械臂模块串联组合可以增大机械臂的工作空间，且运动更加灵活。
本实用新型全部采用柔性材料制作，利用气动实现机械臂的弯曲，颗粒抽真空改变机械臂的刚度，可用于手术中使用的机械臂，不会对人体造成伤害，本实用新型相对传统的金属或塑料制作的机械臂，在柔顺性、灵活性、环境适应性方面有了较大进步，应用前景广阔。
附图说明
图1是变刚度柔性机械臂的三维结构图；
图2是变刚度柔性机械臂去除上端盖后的三维结构图；
图3是变刚度柔性机械臂的弯曲示意图；
图4是变刚度柔性机械臂去上端盖后的弯曲示意图。
图中1为上端盖、2为机械臂壳体、3为下端盖、4为A弯曲气室、5为B弯曲气室、6为C弯曲气室、7为A变刚度气室、8为A硅胶管、9为B硅胶管、10为C硅胶管、11为D硅胶管。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1和图2所示，一种变刚度柔性机械臂，本实用新型包括机械臂上端盖1、机械臂主体2、机械臂下端盖3和四根硅胶管（8、9、10、11）；机械臂主体2与机械臂上端盖1和下端盖3共同组成一个圆柱体结构，形成变刚度柔性机械臂；机械臂上端盖1有四个通孔，通过四根硅胶管（8、9、10、11）分别与机械臂主体2的三个弯曲气室（4、5、6）和一个变刚度气室7连接，变刚度气室7在机械臂主体2的正中间，三个弯曲气室（4、5、6）沿着变刚度气室7的圆周方向均匀分布，三个弯曲气室（4、5、6）中仅有空气，变刚度气室7中充满细小的沙子；机械臂下端盖3是一个圆柱体结构，用于密封机械臂主体2的四个气室。
所述三个弯曲气室沿着机械臂的圆周方向均匀分布，如图3和 图4所示，向B弯曲气室5充入高压气体后，气室膨胀，由于气室向内侧膨胀的阻力大于外侧阻力，机械臂沿着该气室的相反方向弯曲。控制三个气室的气压，可以使机械臂朝各个方向弯曲。
所述变刚度气室7中充满细沙子，对该气室抽真空后，机械臂变硬，且机械臂的刚度随着真空度的增加而增加。
所述变刚度柔性机械臂是一个独立的机械臂模块，多个机械臂模块组合可以增大机械臂的工作空间，且运动更加灵活。
工作原理如下：
没有气体驱动的情况下，柔性机械臂如图1和图2所示，当通过B硅胶管9向B弯曲气室5通入高压气体后，B弯曲气室5开始膨胀，随着气压不断增大，柔性机械臂的弯曲角度也随着增大，如图3和图4所示。分别控制3个弯曲气室的压力，就可以使柔性机械臂朝各个方向弯曲。当通过D硅胶管11向变刚度气室7充入负压后，沙子之间的间隙减小，变刚度气室7的硬度增加，且真空度越大，该气室的硬度越大。
Claims (4)
1.一种变刚度柔性机械臂，其特征在于：包括机械臂上端盖、机械臂主体、机械臂下端盖和四根硅胶管；机械臂主体与机械臂上端盖和下端盖共同组成一个圆柱体结构，形成变刚度柔性机械臂；机械臂上端盖有四个通孔，通过四根硅胶管分别与机械臂主体的三个弯曲气室和一个变刚度气室连接，变刚度气室在机械臂主体的正中间，三个弯曲气室沿着变刚度气室的圆周方向均匀分布，三个弯曲气室中仅有空气，变刚度气室中充满颗粒状填充物；机械臂下端盖是一个圆柱体结构，用于密封机械臂主体的四个气室。
2.根据权利要求1所述的一种变刚度柔性机械臂，其特征在于：所述的颗粒状填充物为细小的沙子。
3.根据权利要求2所述的一种变刚度柔性机械臂，其特征在于：所述通过改变变刚度气室的真空度控制机械臂的刚度。
4.根据权利要求1所述的一种变刚度柔性机械臂，其特征在于：多个变刚度柔性机械臂通过串联组合，实现较大的工作空间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820328136.9U CN207953859U (zh) | 2018-03-11 | 2018-03-11 | 一种变刚度柔性机械臂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820328136.9U CN207953859U (zh) | 2018-03-11 | 2018-03-11 | 一种变刚度柔性机械臂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207953859U true CN207953859U (zh) | 2018-10-12 |
Family
ID=63742493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820328136.9U Expired - Fee Related CN207953859U (zh) | 2018-03-11 | 2018-03-11 | 一种变刚度柔性机械臂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207953859U (zh) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109079754A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-25 | 浙江大学 | 一种圆柱体全柔性扭转执行器 |
| CN109159148A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-08 | 燕山大学 | 一种自锁式变刚度柔性机器人 |
| CN109227530A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-18 | 燕山大学 | 一种变刚度机器人 |
| CN109648550A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-04-19 | 福州大学 | 一种可变刚度的软体机械臂模块及其控制方法 |
| CN109719704A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-05-07 | 浙江大学 | 一种全柔性双向扭转执行器 |
| CN109730774A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 北京信息科技大学 | 用于术中心脏组织辅助固定的软体机器人系统 |
| CN109730773A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 北京信息科技大学 | 软体机器人气动控制系统 |
| CN110142783A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-20 | 北京大学口腔医学院 | 用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人 |
| CN110394796A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-01 | 中南大学 | 一种气颗粒混合驱动变刚度软体机器人及其运行方法 |
| CN111438697A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-24 | 华中科技大学 | 用于核酸检测采样的软体操作头、刚性基座及设备 |
| CN111452066A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-28 | 安徽大学 | 一种全柔性仿生气动式机械手 |
| CN112828932A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 洛阳尚奇机器人科技有限公司 | 一种具有伸缩特性的气动变刚度柔性操作臂 |
| CN113119074A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-16 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种气动驱动可变刚度的全向弯曲驱动装置 |
| CN113400294A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-17 | 北京理工大学 | 一种利用流体驱动的多自由度软体机械臂、软体机械臂系统 |
| CN113858169A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-31 | 浙江大学 | 一种多功能柔性执行器 |
| CN113997315A (zh) * | 2021-08-27 | 2022-02-01 | 北华大学 | 三自由度气动可变刚度柔性机械臂 |
| CN114012781A (zh) * | 2021-08-27 | 2022-02-08 | 北华大学 | 连续型螺旋嵌套约束气动变刚度柔性臂 |
| CN114228956A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-25 | 浙江大学 | 一种水下柔性臂及auv水下柔性回收机构 |
| CN114516070A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-05-20 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种变刚度软体机械臂 |
-
2018
- 2018-03-11 CN CN201820328136.9U patent/CN207953859U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109079754A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-25 | 浙江大学 | 一种圆柱体全柔性扭转执行器 |
| CN109227530A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-18 | 燕山大学 | 一种变刚度机器人 |
| CN109227530B (zh) * | 2018-10-23 | 2020-09-11 | 燕山大学 | 一种变刚度机器人 |
| CN109159148A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-08 | 燕山大学 | 一种自锁式变刚度柔性机器人 |
| CN109159148B (zh) * | 2018-10-29 | 2020-06-30 | 燕山大学 | 一种自锁式变刚度柔性机器人 |
| CN109719704A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-05-07 | 浙江大学 | 一种全柔性双向扭转执行器 |
| CN109730773A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 北京信息科技大学 | 软体机器人气动控制系统 |
| CN109730774A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 北京信息科技大学 | 用于术中心脏组织辅助固定的软体机器人系统 |
| CN109648550A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-04-19 | 福州大学 | 一种可变刚度的软体机械臂模块及其控制方法 |
| CN110142783A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-20 | 北京大学口腔医学院 | 用于腔肠、管道或爬墙的中空式气囊蠕动机器人 |
| CN110394796A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-01 | 中南大学 | 一种气颗粒混合驱动变刚度软体机器人及其运行方法 |
| CN111438697A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-24 | 华中科技大学 | 用于核酸检测采样的软体操作头、刚性基座及设备 |
| CN111438697B (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-08 | 华中科技大学 | 用于核酸检测采样的软体操作头、刚性基座及设备 |
| CN111452066A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-28 | 安徽大学 | 一种全柔性仿生气动式机械手 |
| CN112828932A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 洛阳尚奇机器人科技有限公司 | 一种具有伸缩特性的气动变刚度柔性操作臂 |
| CN112828932B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-11-01 | 洛阳尚奇机器人科技有限公司 | 一种具有伸缩特性的气动变刚度柔性操作臂 |
| CN113119074B (zh) * | 2021-04-20 | 2022-03-01 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种气动驱动可变刚度的全向弯曲驱动装置 |
| CN113119074A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-16 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种气动驱动可变刚度的全向弯曲驱动装置 |
| CN113400294A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-17 | 北京理工大学 | 一种利用流体驱动的多自由度软体机械臂、软体机械臂系统 |
| CN113858169A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-31 | 浙江大学 | 一种多功能柔性执行器 |
| CN114012781A (zh) * | 2021-08-27 | 2022-02-08 | 北华大学 | 连续型螺旋嵌套约束气动变刚度柔性臂 |
| CN113997315A (zh) * | 2021-08-27 | 2022-02-01 | 北华大学 | 三自由度气动可变刚度柔性机械臂 |
| CN114228956A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-25 | 浙江大学 | 一种水下柔性臂及auv水下柔性回收机构 |
| CN114228956B (zh) * | 2021-12-09 | 2022-05-27 | 浙江大学 | 一种水下柔性臂及auv水下柔性回收机构 |
| CN114516070A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-05-20 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种变刚度软体机械臂 |
| CN114516070B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-04-28 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种变刚度软体机械臂 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207953859U (zh) | 一种变刚度柔性机械臂 | |
| CN105818143B (zh) | 基于主动包络和被动塑形的柔性多臂气动夹持器 | |
| CN107718021B (zh) | 一种气动软体抓手 | |
| CN205363953U (zh) | 一种气动绳控负荷型柔性机械臂 | |
| CN108582058B (zh) | 一种负压旋转型人工肌肉 | |
| CN100546776C (zh) | 一种多自由度柔性拟人手指 | |
| CN111055299A (zh) | 一种基于线干扰技术的变刚度全向运动软体驱动器 | |
| CN110216712A (zh) | 一种气动吸附式仿尺蠖软体攀爬机器人 | |
| CN110281257B (zh) | 可多向弯曲的模块化双气腔柔性机械手指及其工作方法 | |
| CN106956288A (zh) | 多自由度软体抓取装置 | |
| CN107457797A (zh) | 多孔双层流体自适应机器人手装置 | |
| CN109129448A (zh) | 一种模块化的全柔性机械臂 | |
| CN216505096U (zh) | 一种多自由度软体致动器 | |
| CN109026893B (zh) | 一种全柔性扭转执行器 | |
| CN100348385C (zh) | 气动柔性人工手指 | |
| CN213859336U (zh) | 实现包覆抓取小颗粒物体的气动软体机器人系统 | |
| CN210616533U (zh) | 一种含充气气囊的变体结构 | |
| CN110270986B (zh) | 一种气动软体致动器及其制造方法 | |
| CN201086292Y (zh) | 一种多自由度柔性拟人手指 | |
| CN204800657U (zh) | 一种机器人仿生手指 | |
| CN114012781B (zh) | 连续型螺旋嵌套约束气动变刚度柔性臂 | |
| CN112405589B (zh) | 基于波纹管的柔性驱动器 | |
| CN108799240B (zh) | 一种半柔性扭转执行器 | |
| CN113547510A (zh) | 一种多自由度软体致动器 | |
| CN208503237U (zh) | 一种吸附力可控吸盘 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181012 Termination date: 20200311 |