一種纖維收縮控制的仿生機械手臂的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及自動化控制領域，特指一種結構緊湊、控制簡單的纖維收縮控制的仿 生機械手臂。
【背景技術】
[0002] 機械手臂能夠接受指令，精確的定位到三維空間上某一點進行工作，廣泛應用于 半導體、制造、工業、醫療、軍事以及太空探索等領域；如圖1所示，傳統機械手臂傳動靠驅 動電機并通過減速裝置實現工作的，由于傳統的機械手臂結構比較復雜，導致對電機以及 減速器的要求較高，增加了生產成本；面臨復雜任務時需要使用較多的關節，增加了控制難 度，為此，我們研發了一種結構緊湊、控制簡單的纖維收縮控制的仿生機械手臂，從而提高 了生產效率，也降低了生產成本。
【發明內容】
[0003] 本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種結構緊湊、控制簡單的纖維收 縮控制的仿生機械手臂。
[0004] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種纖維收縮控制的仿生機械手臂， 包含上支架、下支架；所述上支架的上端設置有第一圓凸臺；所述下支架的上端設置有第 二圓凸臺；所述上支架的下端和下支架的上端呈鉸鏈連接，且第一圓凸臺和第二圓凸臺之 間圓周方向上豎直的設置有多根均勻且互相平行放置的纖維；所述每根纖維內設置有多組 豎直間隔且水平放置的金屬薄片組；所述每組金屬薄片組內設置有兩片豎直間隔且水平放 置的薄膜，且兩片薄膜之間設置有彈性絕緣材料；在工作時，通過給每組金屬薄片組內兩片 薄膜上施加正負相反的電荷或同種電荷時會產生方向不同的庫倉力，通過庫倉力改變每組 金屬薄片組內兩片薄膜的上下距離，從而控制每根纖維的伸縮尺寸，使手臂完成各種期望 動作。
[0005] 優選的，所述上支架的下端設置有球體；所述下支架的上端中心設置有球形凹槽； 所述上支架下端的球體設置在下支架上端的球形凹槽內呈球鉸鏈連接，且上支架可以繞著 下支架水平360度轉動。
[0006] 優選的，所述相鄰的金屬薄片組之間設置有彈性絕緣材料；所述兩片薄膜同時平 面螺旋成截面呈梯形狀的金屬薄片組，增加了每組金屬薄片組內兩片薄膜的受力面積。
[0007] 由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點： 本發明所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂通過給金屬薄片組內兩片薄膜上施加不 同的電荷，控制各纖維的伸縮尺寸，使手臂能夠自然彎曲，完成各種期望動作，且結構緊湊、 控制簡單、不存在電磁耦合和磨損、抗干擾、穩定性好，從而提高了生產效率，也降低了生產 成本。
【附圖說明】
[0008] 下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明： 附圖1為傳統機械臂傳動的流程圖； 附圖2為本發明所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂的剖視圖； 附圖3為本發明所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂的運動示意圖； 附圖4為本發明所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂中纖維通同種電荷時的結構示 意圖； 附圖5為本發明所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂中纖維通正負相反的電荷時的 結構示意圖； 附圖6為本發明所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂中一組金屬薄片中兩片薄膜的 結構示意圖； 其中：1、上支架；2、下支架；3、纖維；4、金屬薄片組；5、薄膜。
【具體實施方式】
[0009] 下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0010] 附圖2-5本發明所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂，包含上支架1和下支 架2 ;所述上支架1的上端設置有第一圓凸臺，下端設置有球體；所述下支架2的上 端設置有第二圓凸臺，且中心設置有球形凹槽；所述上支架1下端的球體設置在下支 架2上端的球形凹槽內呈球鉸鏈連接，且上支架1可以繞著下支架2水平360度轉 動；所述第一圓凸臺和第二圓凸臺之間圓周方向上豎直的設置有多根均勻且互相平行 放置的纖維3 ;所述每根纖維3內設置有多組豎直間隔且水平放置的金屬薄片組4 ;所 述相鄰的金屬薄片組4之間設置有彈性絕緣材料；所述每組金屬薄片組4內設置有兩 片豎直間隔且水平放置的薄膜5 ;所述兩片薄膜5之間設置有彈性絕緣材料，防止通電 后每組金屬薄片組4被擊穿，且所述金屬薄片組4可以等效為一個平板電容，則有C =
【主權項】
1. 一種纖維收縮控制的仿生機械手臂，其特征在于：包含上支架、下支架；所述上支架 的上端設置有第一圓凸臺；所述下支架的上端設置有第二圓凸臺；所述上支架的下端和下 支架的上端呈鉸鏈連接，且第一圓凸臺和第二圓凸臺之間圓周方向上豎直的設置有多根均 勻且互相平行放置的纖維；所述每根纖維內設置有多組豎直間隔且水平放置的金屬薄片 組；所述每組金屬薄片組內設置有兩片豎直間隔且水平放置的薄膜，且兩片薄膜之間設置 有彈性絕緣材料；在工作時，通過給每組金屬薄片組內兩片薄膜上施加正負相反的電荷或 同種電荷時會產生方向不同的庫倉力，通過庫倉力改變每組金屬薄片組內兩片薄膜的上下 距離，從而控制每根纖維的伸縮尺寸，使手臂完成各種期望動作。
2. 根據權利要求1所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂，其特征在于：所述上支架的 下端設置有球體；所述下支架的上端中心設置有球形凹槽；所述上支架下端的球體設置在 下支架上端的球形凹槽內呈球鉸鏈連接，且上支架可以繞著下支架水平360度轉動。
3. 根據權利要求1所述的纖維收縮控制的仿生機械手臂，其特征在于：所述相鄰的金 屬薄片組之間設置有彈性絕緣材料；所述兩片薄膜同時平面螺旋成截面呈梯形狀的金屬薄 片組，增加了每組金屬薄片組內兩片薄膜的受力面積。
【專利摘要】本發明涉及一種纖維收縮控制的仿生機械手臂，包含上支架、下支架；所述上支架的上端設置有第一圓凸臺；所述下支架的上端設置有第二圓凸臺；所述上支架的下端和下支架的上端呈鉸鏈連接，且第一圓凸臺和第二圓凸臺之間圓周方向上豎直的設置有多根均勻且互相平行放置的纖維；所述每根纖維內設置有多組豎直間隔且水平放置的金屬薄片組；所述每組金屬薄片組內設置有兩片豎直間隔且水平放置的薄膜，且兩片薄膜之間設置有彈性絕緣材料；本發明結構緊湊、控制簡單、不存在電磁耦合和磨損、抗干擾、穩定性好，從而提高了生產效率，也降低了生產成本。
【IPC分類】B25J18-06, B25J17-00, B25J13-00
【公開號】CN104816315
【申請號】CN201510117448
【發明人】左昱昱, 莊曉琴
【申請人】蘇州市恒加新精密機械科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月18日