一种仿象鼻气动柔性消杀机械臂

1.本实用新型属于仿生机器人技术领域，具体是一种仿象鼻气动柔性消杀机械臂，能够用于狭小空间的消杀工作。

背景技术：

2.柔性机器人拥有活动灵巧自如、能够在危险以及空间受限场合作业的优点，被广泛应用于各类工作场景之中。大自然中动物的运动形态、身体结构和功能特点为柔性机器人的制造提供了丰富的灵感，取得了传统机械结构达不到的技术效果。研究发现，大象的鼻子由近4万块富有弹性的小肌肉组成，它们能够带动象鼻灵活地伸缩与和弯曲，因此仿象鼻机械臂具有高度的柔性和灵活性。
3.在流行性病毒爆发期间，日常消杀的工作量剧增，目前主要还是通过人工喷洒消毒液，不仅工作量大，消毒液对人体也会带来一定隐患。现有的机械臂结构复杂，柔性较差，难以伸入死角和空间受限的区域，导致消杀不彻底。

技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种仿象鼻气动柔性消杀机械臂。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种仿象鼻气动柔性消杀机械臂，包括柔性肌肉臂和驱动机构；其特征在于，所述柔性肌肉臂包括气动柔性肌肉、消毒液管、柔性支撑管和卡环，驱动机构包括气阀、基座和气泵；
7.所述气动柔性肌肉沿轴向设有多个凹槽，将气动柔性肌肉分为多个连通的气室；至少三根气动柔性肌肉均匀环绕在柔性支撑管的外侧，多个卡环沿轴向卡接在所有气动柔性肌肉的外侧；柔性支撑管的刚度大于气动柔性肌肉的刚度；消毒液管从柔性支撑管中穿过，消毒液管的一端与外部供液箱连接，末端安装有喷头；柔性肌肉臂的一端与基座连接，每个气动柔性肌肉对应一个气泵，每个气泵的输出端分别通过气阀与各自的气动柔性肌肉连接，气阀同时与基座连接。
8.进一步的，所述基座与柔性肌肉臂连接的位置设有卡槽，柔性支撑管与基座连接的一端卡接在卡槽内；基座设置卡槽的一侧的四周边缘还设有定位杆，定位杆同时插装在邻近基座的卡环与气动柔性肌肉之间的间隙内。
9.进一步的，所述气柔性肌肉采用20
°
硅胶制成。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
11.1、本实用新型的柔性肌肉臂由至少三个气动柔性肌肉均匀排列耦合而成，气动柔性肌肉采用硅胶制成，在保持良好的柔性基础上，降低了整体的重量，每个气动柔性肌肉设有多个连通的矩形气室，在充气过程中，气动柔性肌肉的各个矩形气室膨胀，使柔性肌肉臂发生弯曲变形。通过控制各个气动柔性肌肉的充气量，控制柔性肌肉臂的弯曲方向，实现柔
性肌肉臂在竖直平面内的全向弯曲变形，灵活性高，可以满足狭小空间的消杀作业，实现无死角消杀。
12.2、柔性支撑管与卡环增加气动柔性肌肉的径向预紧力，使气动柔性肌肉在充、放气时能够保持稳定，保证了消毒液管能够平稳喷射。同时，柔性支撑管与卡环还增加了气动柔性肌肉轴向的刚度，避免了气动柔性肌肉的下榻，增强了整个柔性肌肉臂的稳定性。
附图说明
13.图1是本实用新型的整体结构的立体图；
14.图2是本发明的仿象鼻柔性消杀机械臂正视图；
15.图3是本发明的仿象鼻柔性消杀机械臂右视图；
16.图中：1、柔性肌肉臂；2、驱动机构；11、气动柔性肌肉；12、消毒液管；13、柔性支撑管；14、卡环；21、气阀；22、基座；23、气泵；24、卡槽；25、定位杆。
具体实施方式
17.下面给出本实用新型的具体实施例，具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型的技术方案，不限制本申请的保护范围。
18.本实用新型提供一种仿象鼻气动柔性消杀机械臂(参见图1～3)，包括柔性肌肉臂1和驱动机构2；柔性肌肉臂1包括气动柔性肌肉11、消毒液管12、柔性支撑管13和卡环14，驱动机构2包括气阀21、基座22和气泵23；
19.所述气动柔性肌肉11沿轴向设有多个凹槽，将气动柔性肌肉11分为多个连通的矩形气室，气动柔性肌肉11采用20
°
硅胶材质制成，在保证柔性肌肉臂1能够自由灵活运动的基础上拥有较好的刚度与工作性能，能够满足工作要求；至少三根气动柔性肌肉11均匀环绕在柔性支撑管13的外侧，并通过多个卡环14实现柔性支撑管13与所有气动柔性肌肉11之间的固定连接，卡环14套装在所有气动柔性肌肉11的外侧，并卡接在所有气动柔性肌肉11相同位置的凹槽内；为了进一步保证连接的牢固性，还可以通过胶粘实现气动柔性肌肉11与柔性支撑管13的固定连接；柔性支撑管13的刚度大于气动柔性肌肉11的刚度，柔性支撑管13和卡环14共同为柔性肌肉臂1提供刚度，同时对气动柔性肌肉11起到固定作用；消毒液管12从柔性支撑管13中穿过，消毒液管12的一端与外部供液箱连接，末端安装有喷头，用于喷洒消毒液。
20.所述柔性肌肉臂1的一端与基座22固定连接，将基座22与移动机器人连接，实现该机械臂与移动机器人的连接；每个气动柔性肌肉11配制一个气泵23，每个气泵23的输出端分别通过气阀21与各自的气动柔性肌肉11连接，气阀21同时与基座22固定连接；通过气泵23控制气动柔性肌肉11的充、放气，为气动柔性肌肉11的运动提供动力，进而实现柔性肌肉臂1在竖直平面内的弯曲变形。
21.所述基座22与柔性肌肉臂1连接的位置设有卡槽24，柔性支撑管13与基座22连接的一端卡接在卡槽24内；同时所有气动柔性肌肉11邻近基座22的一端通过粘胶与基座22固定连接。为了进一步增加柔性肌肉臂1与驱动机构2连接的牢固性，基座22设置卡槽24的一侧的四周边缘还设有定位杆25，定位杆25同时插装在邻近基座22的卡环14与气动柔性肌肉11之间的间隙内。卡环14可以采用3d打印技术进行制造，拥有良好的刚度与精度，使用性能
优良。
22.本实用新型的工作原理和工作流程是：
23.1、气泵进行充气：启动气泵23对气动柔性肌肉11进行充气，气体进入气动柔性肌肉11的矩形气室之中，由于气动柔性肌肉11采用硅胶制成，因此矩形气室在充气的情况下能够实现自由膨胀，矩形气室扩张，使气动柔性肌肉11发生弯曲变形。柔性肌肉臂1的弯曲变形方向由气泵23进行控制，由于所有气动柔性肌肉11耦合在一起，对任意一根气动柔性肌肉11进行充气时，整个柔性肌肉臂1会朝充气的气动柔性肌肉11的方向弯曲。不同充气量下矩形气室的膨胀程度不同，气动柔性肌肉11的弯曲程度不同，因此通过控制气动柔性肌肉11矩形气室的膨胀程度，控制柔性肌肉臂1弯曲变形的方向，实现柔性肌肉臂1在竖直平面内的弯曲变形，以调整消毒液管12末端的位置，进而将消毒液管12上的喷头对准待消杀的位置。
24.2、气阀进行放气：气阀21用于气动柔性肌肉11的放气，可将气室内的气体排空。由于整个气动柔性肌肉11为密封结构，故通过气阀21的放气能够对气室内部气体体积进行控制。气阀21放气在气室膨胀状态下既能改变气动柔性肌肉11的弯曲方向，又可以实现气动柔性肌肉11排空气体，使其停止弯曲工作。
25.本发明未述及之处适用于现有技术。

技术特征：

1.一种仿象鼻气动柔性消杀机械臂，包括柔性肌肉臂和驱动机构；其特征在于，所述柔性肌肉臂包括气动柔性肌肉、消毒液管、柔性支撑管和卡环，驱动机构包括气阀、基座和气泵；所述气动柔性肌肉沿轴向设有多个凹槽，将气动柔性肌肉分为多个连通的气室；至少三根气动柔性肌肉均匀环绕在柔性支撑管的外侧，多个卡环沿轴向卡接在所有气动柔性肌肉的外侧；柔性支撑管的刚度大于气动柔性肌肉的刚度；消毒液管从柔性支撑管中穿过，消毒液管的一端与外部供液箱连接，末端安装有喷头；柔性肌肉臂的一端与基座连接，每个气动柔性肌肉对应一个气泵，每个气泵的输出端分别通过气阀与各自的气动柔性肌肉连接，气阀同时与基座连接。2.根据权利要求1所述的仿象鼻气动柔性消杀机械臂，其特征在于，所述基座与柔性肌肉臂连接的位置设有卡槽，柔性支撑管与基座连接的一端卡接在卡槽内；基座设置卡槽的一侧的四周边缘还设有定位杆，定位杆同时插装在邻近基座的卡环与气动柔性肌肉之间的间隙内。3.根据权利要求1或2所述的仿象鼻气动柔性消杀机械臂，其特征在于，所述气动柔性肌肉采用20
°
硅胶制成。

技术总结

本实用新型为一种仿象鼻气动柔性消杀机械臂，包括柔性肌肉臂和驱动机构；柔性肌肉臂包括气动柔性肌肉、消毒液管、柔性支撑管和卡环，驱动机构包括气阀、基座和气泵；气动柔性肌肉沿轴向设有多个凹槽，将气动柔性肌肉分为多个连通的气室；至少三根气动柔性肌肉均匀环绕在柔性支撑管的外侧，多个卡环沿轴向卡接在所有气动柔性肌肉的外侧；柔性支撑管的刚度大于气动柔性肌肉的刚度；消毒液管从柔性支撑管中穿过，消毒液管的一端与外部供液箱连接，末端安装有喷头；柔性肌肉臂的一端与基座连接，每个气动柔性肌肉对应一个气泵，每个气泵的输出端分别通过气阀与各自的气动柔性肌肉连接。通过控制各个气动柔性肌肉的充气量，控制柔性肌肉臂的弯曲方向，以满足狭小空间的消杀作业。以满足狭小空间的消杀作业。以满足狭小空间的消杀作业。