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十二自由度绳驱蛇形机械臂

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-08-31 09:36:43

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”黑龙江产业振兴区域科技服务团| 张书悦 | 2022-09-13 09:45:10
1.臂体分为两部分:前部和后臂,其中前臂部分使用绳驱串并联机构,以万向节作为机构的转动装置,灵活性较高,有利于管道衔接处的探测与操作;后臂长度约占臂体总长的三分之二,由9个平面转动自由度构成,有利于增加系统的跨度,减少系统的驱动数目。 2.绳驱机械臂由臂体、控制柜、操作台等部分构成,机械臂臂体由多个串联关节组成,并使用绳索并联驱动,用于模拟生物体的肌腱作用,具有多个冗余自由度,形成复杂的集体形态,有利于避障; 3.驱动基座集中安装有绳驱模块,可用于同时驱动多条绳索运动。电控柜集中安装有机构的控制器、电机驱动器和传感器数据采集模块等负责机械臂的电控,完成笛卡尔空间下末端轨迹跟踪控制,实现大范围运动控制。

此项目与同类产品的竞争优势如下:1.该方案具有超冗余自由度特点、易扩展且质量轻等优点。2.前臂部分使用绳驱串并联机构,以万向节作为机构的转动装置,灵活性较高,长度约占整个臂体的三分之一,自由度为12个,可以形成极高的弯曲曲率,有利于管道衔接处的探测与操作;3.通过拉力控制器以绳长状态量作为反馈,引入非线性动力学项,可实现系统的整体线性化。4.机械臂的臂体和驱动装置中安装有绳索的自动预紧机构,用以实现对其初始预紧力的调节。通过丝杠驱动的移动滑台,可以实现机械臂在油箱开口长轴方向的运动。

十二自由度绳驱蛇形机械臂主要针对飞机油箱内部探测与操作任务,通过蛇形机械臂,实现模块化,高度灵活,达到灵巧避障,适用于多种狭小复杂环境,臂体轻巧、刚柔特性易于控制。

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