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      一種用于連續(xù)型機(jī)器人推進(jìn)與位姿的調(diào)整裝置及調(diào)整方法與流程

      文檔序號(hào):11794516閱讀:630來(lái)源:國(guó)知局
      一種用于連續(xù)型機(jī)器人推進(jìn)與位姿的調(diào)整裝置及調(diào)整方法與流程

      技術(shù)領(lǐng)域

      本發(fā)明涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于連續(xù)型機(jī)器人推進(jìn)與位姿的調(diào)整裝置及調(diào)整方法。



      背景技術(shù):

      連續(xù)型機(jī)器人由單段或多段柔性結(jié)構(gòu)聯(lián)接構(gòu)成,其模仿了象鼻、章魚(yú)臂和哺乳類動(dòng)物的舌頭等生物器官柔順運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),可以柔順而靈活地改變自身形狀。與傳統(tǒng)剛性工業(yè)機(jī)器人相比,連續(xù)性機(jī)器人更適合應(yīng)用到塌陷建筑物、彎曲管道、人體消化道等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)環(huán)境中,應(yīng)用前景廣闊。

      目前連續(xù)型機(jī)器人只有其末端能夠主動(dòng)彎曲,其他部分并不具備主動(dòng)彎曲的功能,在介入和通過(guò)彎曲通道的過(guò)程中,由于外部彎曲通道的復(fù)雜性,連續(xù)型機(jī)器人難免會(huì)和外部環(huán)境之間發(fā)生干涉或碰撞,輕則不能精確地介入彎曲通道完成指定的任務(wù),重則會(huì)給被介入對(duì)象如纖弱的消化道、血管等人體器官帶來(lái)?yè)p傷,從而給病人帶來(lái)很大的痛苦;或在諸如塌陷建筑物等危險(xiǎn)環(huán)境中會(huì)破壞連續(xù)型機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的在于提供一種用于連續(xù)型機(jī)器人推進(jìn)與位姿的調(diào)整裝置,該裝置可以在介入過(guò)程中改變連續(xù)型機(jī)器人的整體位置與姿態(tài)。

      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:包括直線推進(jìn)部件、設(shè)置在直線推進(jìn)部件上的直線調(diào)整部件、設(shè)置在直線調(diào)整部件上的旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件以及設(shè)置在旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件上的夾持部件,所述的直線推進(jìn)部件驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人向彎曲通道做前進(jìn)或后退的直線運(yùn)動(dòng),所述的直線調(diào)整部件驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人相對(duì)于彎曲通道做上下平移的直線運(yùn)動(dòng),所述的旋轉(zhuǎn)部件驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人相對(duì)于彎曲通道做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),所述的夾持部件用來(lái)夾持連續(xù)型機(jī)器人;所述的直線推進(jìn)部件上設(shè)有連接直線調(diào)整部件的第一滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)直線調(diào)整部件實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的第一電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu);所述的直線調(diào)整部件上設(shè)有連接旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件的第二滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的第二電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu);所述的旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件與夾持部件之間通過(guò)軸與軸承的配合方式連接,所述的旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)夾持部件形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第一電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)。

      所述的直線推進(jìn)部件包括水平方向布置的底座、設(shè)置在底座上的第一滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)及第一電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu);所述的第一滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括沿底座長(zhǎng)度方向平行設(shè)置的兩條第一導(dǎo)軌以及分別設(shè)置在第一導(dǎo)軌上的第一滑塊,所述的第一滑塊與第一導(dǎo)軌之間構(gòu)成滑動(dòng)配合,且第一滑塊與直線調(diào)整部件相固定;所述的第一電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)包括第一絲杠、與第一絲杠相配合的第一螺母、驅(qū)動(dòng)第一絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)、連接第一電機(jī)與第一絲杠的第一聯(lián)軸器、固定第一電機(jī)的第一電機(jī)支架,所述第一絲杠的設(shè)置方向與第一導(dǎo)軌相平行。

      所述的直線調(diào)整部件包括水平方向布置的直線調(diào)整支架、設(shè)置在直線調(diào)整支架上的第二滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)及第二電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu);所述的直線調(diào)整支架分別與第一滑塊及第一螺母相固定,所述的第二滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括沿底座寬度方向平行設(shè)置的兩條第二導(dǎo)軌以及分別設(shè)置在第二導(dǎo)軌上的第二滑塊,所述的第二滑塊與第二導(dǎo)軌之間構(gòu)成滑動(dòng)配合,且第二滑塊與旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件相連;所述的第二電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)包括第二絲杠、與第二絲杠相配合的第二螺母、驅(qū)動(dòng)第二絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)、連接第二電機(jī)與第二絲杠的第二聯(lián)軸器、固定第二電機(jī)的第二電機(jī)支架,所述第二絲杠的設(shè)置方向與第二導(dǎo)軌相平行。

      所述的旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件包括水平方向布置的旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架以及設(shè)置在旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架上的第一電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu),所述的旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架分別與第二滑塊及第二螺母相固定,所述的旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架上設(shè)有鉛垂方向布置的第一連接軸,第一連接軸上設(shè)有角接觸軸承,所述的角接觸軸承與夾持部件相連,所述的第一電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、與第三電機(jī)輸出軸相連的第一主動(dòng)齒輪以及與第一主動(dòng)齒輪相嚙合的第一從動(dòng)齒輪,所述的第一電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持部件繞第一連接軸的軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

      所述的夾持部件包括對(duì)合設(shè)置的左夾持架和右?jiàn)A持架,所述左夾持架與右?jiàn)A持架的一端通過(guò)第二連接軸連接,且左夾持架與右?jiàn)A持架對(duì)合時(shí)形成封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu),所述的左夾持架的下方設(shè)有連接旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架的空心柱狀連接部,該連接部的外壁與第一從動(dòng)齒輪相連,該連接部的內(nèi)壁與角接觸軸承的外壁相連,所述的夾持部件還包括驅(qū)動(dòng)右?jiàn)A持架轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)夾持部件打開(kāi)或閉合的第二電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu),所述的第二電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)包括第四電機(jī)、與第四電機(jī)輸出軸相連的第二主動(dòng)齒輪以及與第二主動(dòng)齒輪相嚙合的第二從動(dòng)齒輪,所述的第二從動(dòng)齒輪設(shè)置在第二連接軸上,所述的第二電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)右?jiàn)A持架繞第二連接軸的軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

      所述的第一導(dǎo)軌為截面呈方形的塊狀導(dǎo)軌,所述第一滑塊的截面呈倒凹形,所述的第一滑塊通過(guò)第一滑塊上設(shè)置的鋼珠與第一導(dǎo)軌相接觸并沿第一導(dǎo)軌限定的方向滑動(dòng)。

      由上述技術(shù)方案可知,本發(fā)明通過(guò)夾持部件抓緊連續(xù)型機(jī)器人,利用直線推進(jìn)部件的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人進(jìn)入彎曲通道,利用直線調(diào)整部件和旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步調(diào)整連續(xù)型機(jī)器人相對(duì)于彎曲通道的整體姿態(tài);該裝置在很大程度上減少了連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置干涉與碰撞,提高了連續(xù)型機(jī)器人通過(guò)彎曲通道的通過(guò)性,拓展了連續(xù)型機(jī)器人的應(yīng)用范圍。

      本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于連續(xù)型機(jī)器人推進(jìn)與位姿的調(diào)整方法,包括以下步驟:

      (1)、通過(guò)夾持部件夾緊連續(xù)型機(jī)器人;

      (2)、通過(guò)直線推進(jìn)部件推動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人向彎曲通道運(yùn)動(dòng);

      (3)、判斷連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置間距,如位置間距滿足誤差要求,則進(jìn)入下一步驟;反之則利用直線調(diào)整部件和旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件來(lái)調(diào)節(jié)連續(xù)型機(jī)器人的位置和姿態(tài),并返回重新判斷連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置間距;

      (4)、判斷連續(xù)型機(jī)器人是否完全介入彎曲通道,判斷結(jié)果為是則完成推進(jìn),反之則返回步驟(2)。

      所述的連續(xù)型機(jī)器人由多段柔性關(guān)節(jié)構(gòu)成,各柔性關(guān)節(jié)能實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)動(dòng)以及相對(duì)后一節(jié)柔性關(guān)節(jié)的軸線實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

      所述的步驟(1)中,第四電機(jī)帶動(dòng)第二主動(dòng)輪及第二從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)右?jiàn)A持架繞第二連接軸的軸線旋轉(zhuǎn),以抓緊連續(xù)型機(jī)器人。

      由上述技術(shù)方案可知,本發(fā)明提供的方法可以調(diào)節(jié)尚未完全進(jìn)入彎曲通道的連續(xù)型機(jī)器人的首姿態(tài)角和首端點(diǎn)的位置,從而可以進(jìn)一步調(diào)整連續(xù)型機(jī)器人整體相對(duì)于彎曲通道的形態(tài),避免連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置干涉與碰撞。

      附圖說(shuō)明

      圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2是本發(fā)明中直線推進(jìn)部件的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖3是本發(fā)明中直線調(diào)整部件的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖4是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件與夾持部件的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖5是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件去除第一從動(dòng)齒輪后的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖6是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件的左夾持架與右?jiàn)A持架的連接結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖7是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件的爆炸圖;

      圖8是本發(fā)明連續(xù)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖9是本發(fā)明直線推進(jìn)部件推進(jìn)連續(xù)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖10是未采用本發(fā)明時(shí)連續(xù)型機(jī)器人在彎曲通道內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖11是采用本發(fā)明時(shí)連續(xù)型機(jī)器人在彎曲通道內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖12是本發(fā)明調(diào)整方法的流程框圖。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:

      如圖1所示的一種用于連續(xù)型機(jī)器人推進(jìn)與位姿的調(diào)整裝置,包括直線推進(jìn)部件1、設(shè)置在直線推進(jìn)部件1上的直線調(diào)整部件2、設(shè)置在直線調(diào)整部件2上的旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3以及設(shè)置在旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3上的夾持部件4,直線推進(jìn)部件1通過(guò)螺栓固定在外界環(huán)境上,起到與外界直接接觸以及支撐其他部件的作用;直線推進(jìn)部件1驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人100向彎曲通道200做前進(jìn)或后退的直線運(yùn)動(dòng),直線調(diào)整部件2驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人100相對(duì)于彎曲通道200做上下平移的直線運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)部件3驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人100相對(duì)于彎曲通道200做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),夾持部件4用來(lái)夾持連續(xù)型機(jī)器人100;直線推進(jìn)部件1上設(shè)有連接直線調(diào)整部件2的第一滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)直線調(diào)整部件2實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的第一電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu);直線調(diào)整部件2上設(shè)有連接旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3的第二滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的第二電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu);旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3與夾持部件4之間通過(guò)軸與軸承的配合方式連接,旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件4上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)夾持部件4形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第一電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)。

      進(jìn)一步的,如圖2所示,直線推進(jìn)部件1包括水平方向布置的底座11、設(shè)置在底座11上的第一滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)12及第一電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)13;第一滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)12包括沿底座11長(zhǎng)度方向平行設(shè)置的兩條第一導(dǎo)軌121以及分別設(shè)置在第一導(dǎo)軌121上的第一滑塊122,第一滑塊122與第一導(dǎo)軌121之間構(gòu)成滑動(dòng)配合,且第一滑塊122與直線調(diào)整部件2相固定;即第一滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)12負(fù)責(zé)連接下一部件,同時(shí)將下一部件的運(yùn)動(dòng)限制在沿第一導(dǎo)軌121延長(zhǎng)的直線方向上;第一電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)13包括第一絲杠131、與第一絲杠131相配合的第一螺母132、驅(qū)動(dòng)第一絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)131的第一電機(jī)133、連接第一電機(jī)133與第一絲杠131的第一聯(lián)軸器134、固定第一電機(jī)133的第一電機(jī)支架135,第一絲杠131的設(shè)置方向與第一導(dǎo)軌121相平行;即第一電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)13負(fù)責(zé)將第一電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為下一部件的直線運(yùn)動(dòng),直線推進(jìn)部件1負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人100向彎曲通道200做前進(jìn)和后退的直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)作為下一級(jí)直線調(diào)整部件2、旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3以及夾持部件4的承載體。

      優(yōu)選的,第一電機(jī)支架135呈U字型,負(fù)責(zé)固定第一電機(jī)133,保證第一電機(jī)133運(yùn)行時(shí)能穩(wěn)定輸出扭矩;第一聯(lián)軸器呈圓筒型,負(fù)責(zé)將第一電機(jī)133的輸出軸與第一絲杠131聯(lián)接起來(lái),將第一電機(jī)133的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞為第一絲杠131的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);第一螺母132呈圓筒型,布置在第一絲杠131上,負(fù)責(zé)將第一絲杠131的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線調(diào)整部件2的直線運(yùn)動(dòng)。

      進(jìn)一步的,如圖3所示,直線調(diào)整部件2包括水平方向布置的直線調(diào)整支架21、設(shè)置在直線調(diào)整支架21上的第二滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)22及第二電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)23;直線調(diào)整支架21分別與第一滑塊122及第一螺母132相固定,第二滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)22包括沿底座11寬度方向平行設(shè)置的兩條第二導(dǎo)軌221以及分別設(shè)置在第二導(dǎo)軌221上的第二滑塊222,第二滑塊222與第二導(dǎo)軌221之間構(gòu)成滑動(dòng)配合,且第二滑塊222與旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3相連;即第二滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)22負(fù)責(zé)連接下一部件,同時(shí)將下一部件的運(yùn)動(dòng)限制在沿第二導(dǎo)軌221延長(zhǎng)的直線方向上;第二電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)23包括第二絲杠231、與第二絲杠231相配合的第二螺母232、驅(qū)動(dòng)第二絲杠231轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)233、連接第二電機(jī)233與第二絲杠231的第二聯(lián)軸器234、固定第二電機(jī)233的第二電機(jī)支架235,第二絲杠231的設(shè)置方向與第二導(dǎo)軌221相平行;即第二電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)23負(fù)責(zé)將第二電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為下一部件的直線運(yùn)動(dòng),直線調(diào)整部件2負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人100相對(duì)彎曲通道200做上下平移的直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)作為下一級(jí)旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3以及夾持部件4的承載體。

      進(jìn)一步的,如圖4、圖5所示,旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3包括水平方向布置的旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架31以及設(shè)置在旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架31上的第一電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)32,旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架31分別與第二滑塊222及第二螺母232相固定,即旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架31通過(guò)第二滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)22與上一級(jí)的直線調(diào)整部件2中的直線調(diào)整支架21相連,通過(guò)螺栓與上一級(jí)的直線調(diào)整部件2中的第二螺母232相連;旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架31上設(shè)有鉛垂方向布置的第一連接軸33,第一連接軸33上設(shè)有角接觸軸承34,角接觸軸承34與夾持部件4相連,即角接觸軸承34設(shè)置在第一連接軸33上,負(fù)責(zé)連接下一級(jí)的夾持部件4,并將夾持部件4的運(yùn)動(dòng)限制在繞第一連接軸軸線的旋轉(zhuǎn)方向上;第一電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)32包括第三電機(jī)321、與第三電機(jī)321輸出軸相連的第一主動(dòng)齒輪322以及與第一主動(dòng)齒輪322相嚙合的第一從動(dòng)齒輪323,第一電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)32驅(qū)動(dòng)夾持部件4繞第一連接軸33的軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);相嚙合的第一主動(dòng)齒輪322與第一從動(dòng)齒輪323設(shè)置在旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架31上,并負(fù)責(zé)將第三電機(jī)321的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為下一級(jí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件3負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人100相對(duì)彎曲通道200做繞第一連接軸軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),以調(diào)節(jié)連續(xù)型機(jī)器人100整體相對(duì)于彎曲通道200的形態(tài),同時(shí)作為一下級(jí)夾持部件4的承載體。

      進(jìn)一步的,如圖4、圖6、圖7所示,夾持部件4包括對(duì)合設(shè)置的左夾持架41和右?jiàn)A持架42,左夾持架41與右?jiàn)A持架42的一端通過(guò)第二連接軸43連接,且左夾持架41與右?jiàn)A持架42對(duì)合時(shí)形成封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu);也就是左夾持架41與右?jiàn)A持架42的一端采用類似鉸鏈合頁(yè)的結(jié)構(gòu)并通過(guò)第二連接軸43相連;左夾持架41的下方設(shè)有連接旋轉(zhuǎn)調(diào)整支架31的空心柱狀連接部411,該連接部411的外壁與第一從動(dòng)齒輪323相連,該連接部411的內(nèi)壁與角接觸軸承34的外壁相連,夾持部件4還包括驅(qū)動(dòng)右?jiàn)A持架42轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)夾持部件4打開(kāi)或閉合的第二電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)44,第二電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)44包括第四電機(jī)441、與第四電機(jī)441輸出軸相連的第二主動(dòng)齒輪442以及與第二主動(dòng)齒輪442相嚙合的第二從動(dòng)齒輪443,第二從動(dòng)齒輪443設(shè)置在第二連接軸43上,第二電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)44驅(qū)動(dòng)右?jiàn)A持架42繞第二連接軸43的軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。即左夾持架41負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)繞第一連接軸的軸線旋轉(zhuǎn),右?jiàn)A持架42負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)繞第二連接軸的軸線旋轉(zhuǎn),并與左夾持架41對(duì)合起來(lái)形成環(huán)形結(jié)構(gòu),兩者相配合,起到打開(kāi)和閉合夾持部件4以實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)性機(jī)器人100的松開(kāi)與抓緊。

      進(jìn)一步的,第一導(dǎo)軌121為截面呈方形的塊狀導(dǎo)軌,第一滑塊122的截面呈倒凹形,第一滑塊122通過(guò)第一滑塊122上設(shè)置的鋼珠與第一導(dǎo)軌121相接觸并沿第一導(dǎo)軌121限定的方向滑動(dòng)。第一滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)12用來(lái)連接直線推進(jìn)部件與直線調(diào)整部件,一方面限制了各部件之間不需要的移動(dòng),另一方面保證了在指定方向上可以靈活地運(yùn)動(dòng),不受其他方向上力和力矩的干擾。第二導(dǎo)軌221與第二滑塊222的結(jié)構(gòu)與第一導(dǎo)軌121及第一滑塊122相同,在此不再贅述。

      本發(fā)明中調(diào)整裝置的工作過(guò)程如下:

      首先,通過(guò)夾持部件夾緊連續(xù)型機(jī)器人;具體為:在第二電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下,夾持部件中的右?jiàn)A持架繞第二連接軸的軸線旋轉(zhuǎn),將連續(xù)型機(jī)器人抓緊,如圖8所示,該連續(xù)型機(jī)器人100由多段柔性關(guān)節(jié)110構(gòu)成,各柔性關(guān)節(jié)110能實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)動(dòng)和相對(duì)后一對(duì)柔性關(guān)節(jié)的軸線實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

      其次,如圖9所示,在直線推進(jìn)部件中第一電機(jī)絲杠螺母機(jī)構(gòu)的作用下,直線推進(jìn)部件驅(qū)動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人沿直線向彎曲通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段距離X(距離X的長(zhǎng)度應(yīng)足夠小,以避免在推進(jìn)過(guò)程中連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道發(fā)生干涉),介入到彎曲通道中,計(jì)算此時(shí)的連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置間距,如位置間距滿足誤差要求,連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道不發(fā)生位置干涉和碰撞,則直線推進(jìn)部件推動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人繼續(xù)介入彎曲通道;反之則利用直線調(diào)整部件和旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)連續(xù)型機(jī)器人尚未完全進(jìn)入彎曲通道的首端姿態(tài)角和首端點(diǎn)的位置,配合連續(xù)型機(jī)器人各關(guān)節(jié)末端主動(dòng)彎曲和末端姿態(tài)角的改變,進(jìn)一步調(diào)整連續(xù)型機(jī)器人相對(duì)于彎曲通道的整體姿態(tài),之后再計(jì)算一次此時(shí)的連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置間距,判斷是否需要繼續(xù)調(diào)整,重復(fù)進(jìn)行這一過(guò)程直到位置間距滿足誤差要求,以此最終完成一次推進(jìn);

      最后,反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作,直到連接型機(jī)器人完全介入彎曲通道。

      如圖10所示,連續(xù)型機(jī)器人100在不借助其他裝置的條件下,只能靠其末端的主動(dòng)彎曲和扭轉(zhuǎn)動(dòng)作介入彎曲通道200時(shí),圖8中的A、B、C三點(diǎn)會(huì)和彎曲通道200發(fā)生干涉。如圖11所示,采用本裝置后,連續(xù)型機(jī)器人100則不會(huì)與彎曲通道200發(fā)生干涉。

      綜上所述,本發(fā)明提供了一種可推動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人進(jìn)入彎曲通道,且在介入過(guò)程中可進(jìn)一步改變連續(xù)型機(jī)器人整體姿態(tài)的裝置,該裝置通過(guò)調(diào)節(jié)連續(xù)型機(jī)器人尚未完全進(jìn)入彎曲通道的首端姿態(tài)角和首端點(diǎn)位置,配合連續(xù)型機(jī)器人各關(guān)節(jié)末端主動(dòng)彎曲和末端姿態(tài)角的改變,進(jìn)一步調(diào)整連續(xù)型機(jī)器人介入彎曲通道時(shí)的姿態(tài),減少了連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置干涉與碰撞,提高了連續(xù)型機(jī)器人穿過(guò)彎曲通道的通過(guò)性。

      如圖12所示,本發(fā)明還提供了一種用于連續(xù)型機(jī)器人推進(jìn)與位姿的調(diào)整方法,包括以下步驟:

      (1)、通過(guò)夾持部件夾緊連續(xù)型機(jī)器人;

      (2)、通過(guò)直線推進(jìn)部件推動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人向彎曲通道運(yùn)動(dòng);

      (3)、判斷連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置間距,如位置間距滿足誤差要求,則進(jìn)入下一步驟;反之則利用直線調(diào)整部件和旋轉(zhuǎn)調(diào)整部件來(lái)調(diào)節(jié)連續(xù)型機(jī)器人的位置和姿態(tài),并返回重新判斷連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置間距;

      (4)、判斷連續(xù)型機(jī)器人是否完全介入彎曲通道,判斷結(jié)果為是則完成推進(jìn),反之則返回步驟(2)。

      連續(xù)型機(jī)器人由多段柔性關(guān)節(jié)構(gòu)成,各柔性關(guān)節(jié)能實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)動(dòng)以及相對(duì)后一節(jié)柔性關(guān)節(jié)的軸線實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

      步驟(1)中,第四電機(jī)帶動(dòng)第二主動(dòng)輪及第二從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)右?jiàn)A持架繞第二連接軸的軸線旋轉(zhuǎn),以抓緊連續(xù)型機(jī)器人。

      本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明是一種由電機(jī)驅(qū)動(dòng),可推動(dòng)連續(xù)型機(jī)器人進(jìn)入彎曲通道,且在介入過(guò)程中可進(jìn)一步改變連續(xù)型機(jī)器人整體姿態(tài)的裝置,具有調(diào)節(jié)效率高、作用效果明顯、結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低、適用范圍廣的特點(diǎn)。該裝置在很大程度上減少了連續(xù)型機(jī)器人與彎曲通道之間的位置干涉與碰撞,提高了連續(xù)型機(jī)器人通過(guò)彎曲通道的通過(guò)性,降低了在諸如人體消化道檢測(cè)、管道檢測(cè)、廢墟搜救等多種場(chǎng)合中應(yīng)用連續(xù)型機(jī)器人帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),增加了連續(xù)型機(jī)器人的實(shí)際工作空間及獨(dú)立性,拓展了連續(xù)型機(jī)器人的應(yīng)用范圍。

      以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述,并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。

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