本發(fā)明涉及機器人技術領域，尤其是涉及組成柔性臂的關節(jié)段或者關節(jié)組。

背景技術：

區(qū)別于傳統(tǒng)的關節(jié)串聯(lián)型機械臂，柔性機械臂具有靈活度高，避障能力強等優(yōu)點，在受限空間或危險環(huán)境下的運動和操作能力強，在航空航天制造、大型裝備檢測維護等領域具有重要的應用價值。

現(xiàn)有技術中，柔性機械臂的每個關節(jié)連接處均為獨立驅(qū)動，雖可以提高整臂的冗余度，但相應的也會增加驅(qū)動電機的數(shù)目，既會提高機械臂的控制難度，同時還會增加整臂的重量和成本。

為解決驅(qū)動電機數(shù)目較多這一問題，現(xiàn)有的方案是在關節(jié)之間增加彈簧等彈性元件，把一段臂做為一個控制單元進行控制，或者直接用鎳鈦合金或彈性材料等柔性結(jié)構(gòu)體作為臂基體進行控制，實現(xiàn)類圓弧變形運動，但此種機械臂實際運動過程中的形狀與圓弧形狀之間存在偏差，末端精度不高，同時負載能力不強，難以滿足人們的需求。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種基于繩索驅(qū)動的可快速更換聯(lián)動柔性充電機器人。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于繩索驅(qū)動的可快速更換聯(lián)動柔性充電機器人，包括聯(lián)動關節(jié)段、驅(qū)動繩、驅(qū)動模塊與末端執(zhí)行裝置，其中，聯(lián)動關節(jié)段包括若干相串聯(lián)的子關節(jié)，子關節(jié)之間轉(zhuǎn)動連接，若干聯(lián)動關節(jié)段串聯(lián)連接，且相鄰聯(lián)動關節(jié)段之間轉(zhuǎn)動連接，各聯(lián)動關節(jié)段上對應固接有驅(qū)動繩，該驅(qū)動繩在驅(qū)動模塊的驅(qū)動下帶動對應的聯(lián)動關節(jié)段內(nèi)的各子關節(jié)發(fā)生同向且同角度的轉(zhuǎn)動，進而帶動連接在最末端的聯(lián)動關節(jié)段上的末端執(zhí)行裝置運動，驅(qū)動繩與驅(qū)動模塊之間可以相互分離。

作為上述方案的進一步改進方式，構(gòu)成聯(lián)動關節(jié)段的子關節(jié)包括依次串聯(lián)的端部關節(jié)、第一中心關節(jié)、第二中心關節(jié)、第三中心關節(jié)與第四中心關節(jié)，且從端部關節(jié)至第四中心關節(jié)，相鄰關節(jié)之間依次設有端部連接件、第一中心連接件、第二中心連接件與第三中心連接件，聯(lián)動關節(jié)段還包括短聯(lián)動繩、長聯(lián)動繩與段間連接件，其中

端部關節(jié)與端部連接件固接；沿第一方向，第一中心關節(jié)的兩端分別與端部連接件、第一中心連接件轉(zhuǎn)動連接；第三中心關節(jié)的兩端分別與第二中心連接件、第三中心連接件轉(zhuǎn)動連接；第二中心關節(jié)的兩端與第一中心連接件、第二中心連接件之間，以及第四中心關節(jié)與第三中心連接件之間相對固定；

端部連接件與第一中心連接件之間，以及第二中心連接件與第三連接件之間分別通過短聯(lián)動繩連接，端部連接件與第三中心連接件之間通過長聯(lián)動繩連接，以使從端部關節(jié)至第四中心關節(jié)中的相鄰關節(jié)之間可發(fā)生沿第一方向的同向且同角度的轉(zhuǎn)動；

段間連接件設于第四中心關節(jié)與后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)之間，且與后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)固定連接；沿第一方向，第四中心關節(jié)與段間連接件相對固定；沿與第一方向垂直的第二方向，第四中心關節(jié)與段間連接件轉(zhuǎn)動連接。

作為上述方案的進一步改進方式，端部連接件與第一中心連接件上沿第一方向各設有線槽，連接端部連接件與第一中心連接件的短聯(lián)動繩為兩根且相互對稱設置，短聯(lián)動繩的兩端分別與端部連接件、第一中心連接件固定連接，其繞過端部連接件上的線槽后再反向繞過第一中心連接件上的線槽，以使端部連接件與第一中心連接件的轉(zhuǎn)動方向相反。

作為上述方案的進一步改進方式，第二中心連接件與第三中心連接件上沿第一方向各設有線槽，連接第二中心連接件與第三中心連接件的短聯(lián)動繩為兩根且相互對稱設置，短聯(lián)動繩的兩端分別與第二中心連接件、第三中心連接件固定連接，其繞過第二中心連接件上的線槽后再反向繞過第三中心連接件上的線槽，以使第二中心連接件與第三中心連接件的轉(zhuǎn)動方向相反。

作為上述方案的進一步改進方式，端部連接件與第三中心連接件上沿第一方向各設有線槽，連接端部關節(jié)與第三中心連接件的長聯(lián)動繩為兩根且相互對稱設置，長聯(lián)動繩的兩端分別與端部關節(jié)、第三中心連接件固定連接，其繞過端部連接件上的線槽后再反向繞過第三中心連接件上的線槽，以使端部連接件與第三中心連接件的轉(zhuǎn)動方向相反。

作為上述方案的進一步改進方式，沿第二方向，第二中心關節(jié)的兩端分別與第一中心連接件、第二中心連接件轉(zhuǎn)動連接；第四中心關節(jié)的兩端分別與第三中心連接件、段間連接件轉(zhuǎn)動連接；第一中心關節(jié)的兩端與端部連接件、第一中心連接件之間，以及第三中心關節(jié)與第二中心連接件、第三中心連接件之間相對固定；

第一中心連接件與第二中心連接件之間，以及第三中心連接件與段間連接件之間分別通過短聯(lián)動繩連接，第一中心關節(jié)與后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)之間通過長聯(lián)動繩連接，以使從后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)至前一聯(lián)動關節(jié)段的第一中心關節(jié)中的相鄰關節(jié)之間可發(fā)生沿第二方向的同向且同角度的轉(zhuǎn)動。

作為上述方案的進一步改進方式，包括用于調(diào)節(jié)短聯(lián)動繩張緊程度的張緊裝置，張緊裝置包括沿關節(jié)段長度方向設置的導桿，以及可沿導桿滑動的導套，導套上設有過孔，短聯(lián)動繩穿設在過孔內(nèi)，過孔與短聯(lián)動繩之間還設有可降低摩擦力的滑套。

作為上述方案的進一步改進方式，包括用于調(diào)節(jié)長聯(lián)動繩張緊程度的張緊裝置，張緊裝置包括螺桿、調(diào)節(jié)螺母與頂筒，螺桿沿關節(jié)段的長度方向固定在端部關節(jié)上，頂筒套接在螺桿上，調(diào)節(jié)螺母旋在螺桿上并位于頂筒的下方，長聯(lián)動繩的端部相對頂筒固定。

作為上述方案的進一步改進方式，聯(lián)動關節(jié)段對應設有至少三根獨立運動的驅(qū)動繩，驅(qū)動繩沿圓周方向分布，端部關節(jié)、第一中心關節(jié)、第二中心關節(jié)、第三中心關節(jié)與第四中心關節(jié)各包括有過線盤，過線盤上沿周向設有若干的過線孔，驅(qū)動繩至少從第一中心關節(jié)至第四中心關節(jié)之中的任意一組相鄰關節(jié)的連接部位穿過，并與第三中心關節(jié)至端部關節(jié)中的任意一個關節(jié)固接。

作為上述方案的進一步改進方式，驅(qū)動模塊包括支架以及與驅(qū)動繩數(shù)量對應的動力裝置、擒釋機構(gòu)與彈性件，擒釋機構(gòu)包括卡線板、卡線板座與扭簧，彈性件固定在對應驅(qū)動繩的端部以拉緊驅(qū)動繩，驅(qū)動繩上固定有端子，動力裝置固定在支架上，用于驅(qū)動卡線板座沿驅(qū)動繩的伸縮方向運動，卡線板轉(zhuǎn)動連接在卡線板座上，并與扭簧抵持，該卡線板伸出有第一臂與第二臂，第二臂上設有匹配驅(qū)動繩的線槽，以及與線槽連通且匹配端子的端子槽，其中，當驅(qū)動模塊處于工作狀態(tài)時，端子卡入端子槽內(nèi)，卡線板通過朝遠離末端執(zhí)行器方向的運動以拉動驅(qū)動繩；當驅(qū)動模塊需要與驅(qū)動繩分離時，卡線板通過朝靠近末端執(zhí)行器方向的運動以使端子從端子槽內(nèi)退出，隨后卡線板整體通過第一臂與支架的抵持而發(fā)生轉(zhuǎn)動，所述扭簧在轉(zhuǎn)動過程中被壓縮，驅(qū)動繩從線槽內(nèi)退出；當支架與第一臂分離時，卡線板在扭簧的作用下復位。

本發(fā)明的有益效果是：

相對于現(xiàn)有技術可以減少電機的使用數(shù)量與機械臂的質(zhì)量，從而可以提高響應速度；需要采用聯(lián)動關節(jié)的方案，將關節(jié)段內(nèi)的關節(jié)通過聯(lián)動機構(gòu)聯(lián)結(jié)一起，實現(xiàn)等曲率等方向的關節(jié)運動；機械臂的剛性強，負載能力高，末端精度高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明一個實施例的立體示意圖；

圖2是本發(fā)明聯(lián)動關節(jié)段一個實施例的立體示意圖；

圖3是本發(fā)明聯(lián)動關節(jié)段一個實施例的正視圖；

圖4是本發(fā)明聯(lián)動關節(jié)段中端部關節(jié)、第一中心關節(jié)與端部連接件的連接示意圖；

圖5是本發(fā)明顯示短聯(lián)動繩與關節(jié)之間連接關系的剖視圖；

圖6是圖3中的后視圖；

圖7是本發(fā)明聯(lián)動關節(jié)段第二個實施例的正視圖；

圖8是圖7中的后視圖；

圖9是本發(fā)明關節(jié)與驅(qū)動繩的連接示意圖；

圖10是本發(fā)明驅(qū)動模塊的立體示意圖；

圖11是本發(fā)明驅(qū)動模塊中卡線板的安裝示意圖；

圖12是本發(fā)明驅(qū)動模塊處于分離狀態(tài)時的局部示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術效果進行清楚、完整的描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、方案和效果。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，如無特殊說明，當某一特征被稱為“固定”、“連接”在另一個特征，它可以直接固定、連接在另一個特征上，也可以間接地固定、連接在另一個特征上。此外，本發(fā)明中所使用的上、下、左、右等描述僅僅是相對于附圖中本發(fā)明各組成部分的相互位置關系來說的。

此外，除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與本技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例，而不是為了限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的組合。

參照圖1，示出了本發(fā)明一個實施例的立體示意圖。如圖所示，本發(fā)明包括聯(lián)動關節(jié)段1、驅(qū)動模塊2、末端執(zhí)行裝置3以及連接聯(lián)動關節(jié)段1、驅(qū)動模塊2的若干驅(qū)動繩（未示出），其中，聯(lián)動關節(jié)段1包括若干相串聯(lián)的子關節(jié)，子關節(jié)之間轉(zhuǎn)動連接。若干聯(lián)動關節(jié)段1串聯(lián)連接，且相鄰聯(lián)動關節(jié)段之間轉(zhuǎn)動連接。各聯(lián)動關節(jié)段1上對應固接有驅(qū)動繩，在驅(qū)動繩的驅(qū)動下，同一聯(lián)動關節(jié)段1內(nèi)的各所述子關節(jié)發(fā)生同向且同角度的轉(zhuǎn)動，不同聯(lián)動關節(jié)段1之間同樣也會發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)末端執(zhí)行裝置3的自由運動。本發(fā)明中的末端執(zhí)行裝置3可以是充電器。

參照圖2、圖3，分別示出了本發(fā)明聯(lián)動關節(jié)段第一個實施例的立體示意圖與正視圖。如圖所示，構(gòu)成聯(lián)動關節(jié)段的子關節(jié)包括依次串聯(lián)的端部關節(jié)11、第一中心關節(jié)21、第二中心關節(jié)22、第三中心關節(jié)23與第四中心關節(jié)24，且從端部關節(jié)11至第四中心關節(jié)24，相鄰關節(jié)之間依次設有端部連接件41、第一中心連接件51、第二中心連接件52與第三中心連接件53，聯(lián)動關節(jié)段還包括短聯(lián)動繩31、短聯(lián)動繩32、短聯(lián)動繩33、短聯(lián)動繩34與段間連接件42。在上述短聯(lián)動繩以及未示出的長聯(lián)動繩的連接作用下，整個關節(jié)段處于聯(lián)動狀態(tài)中，即任何一個關節(jié)運動均能引起相鄰關節(jié)之間發(fā)生同向且同曲率的轉(zhuǎn)動。

具體的，端部關節(jié)11與端部連接件41固接，即端部關節(jié)11與端部連接件41可一體運動。沿第一方向（第一方向即繞圖中轉(zhuǎn)軸L1的轉(zhuǎn)動方向），第一中心關節(jié)21的兩端分別與端部連接件41、第一中心連接件51轉(zhuǎn)動連接；第三中心關節(jié)23的兩端分別與第二中心連接件52、第三中心連接件53轉(zhuǎn)動連接。第二中心關節(jié)22的兩端與第一中心連接件51、第二中心連接件52之間，以及第四中心關節(jié)24與第三中心連接件之間相對固定。

圖2、圖3中還示出了聯(lián)動關節(jié)段之間的連接方式，即相鄰兩端聯(lián)動關節(jié)段之間通過段間連接件進行連接，具體的，段間連接件設于本段聯(lián)動關節(jié)段的第四中心關節(jié)與后一聯(lián)動關節(jié)段（本發(fā)明中前后的方向規(guī)定如下：靠近末端執(zhí)行器的一方為前方，遠離末端執(zhí)行器的一方為后方，下同）的端部關節(jié)之間，且與后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)11固定連接。沿第一方向，第四中心關節(jié)24與段間連接件42相對固定；沿與第一方向垂直的第二方向（第一方向即繞圖中轉(zhuǎn)軸L2的轉(zhuǎn)動方向）），第四中心關節(jié)24與段間連接件42轉(zhuǎn)動連接。

為進一步說明關節(jié)之間如何通過連接件進行連接，參照圖4，示出了本發(fā)明同一聯(lián)動關節(jié)段內(nèi)端部關節(jié)、第一中心關節(jié)與端部連接件的連接示意圖。如圖所示，端部連接件41包括矩形的框體411，框體411的四周側(cè)壁上設有一體式的圓盤412，圓盤412上設有線槽以及轉(zhuǎn)軸孔和/或安裝孔。端部關節(jié)11、第一中心關節(jié)21的主體結(jié)構(gòu)相同，均包括一圓柱形的主體，主體兩端伸出鉸接座，主體兩端的外周設有過線盤，過線盤上沿圓周方向設有過線孔，過線孔一方面可以供下述驅(qū)動繩穿過，對驅(qū)動繩進行限位，另一方面也可以作為驅(qū)動繩與關節(jié)之間的連接結(jié)構(gòu)。端部關節(jié)11上的鉸接座相對框體411的兩相對側(cè)壁設置，并通過銷釘與對應的圓盤412固定連接；第一中心關節(jié)21上的鉸接座相對框體411的另外兩相對側(cè)壁設置，并通過銷釘與對應的圓盤412轉(zhuǎn)動連接。

優(yōu)選的，本發(fā)明中的端部關節(jié)11、第一中心關節(jié)21、第二中心關節(jié)22、第三中心關節(jié)23與第四中心關節(jié)24可以采用完全相同的結(jié)構(gòu)，類似的，端部連接件41、第一中心連接件51、第二中心連接件52與、第三中心連接件53與段間連接件42也可以采用完全相同的結(jié)構(gòu)，以增加互換性。

參照圖5并結(jié)合圖3，圖5示出了本發(fā)明顯示短聯(lián)動繩與關節(jié)之間連接關系的剖視圖。如圖所示，短聯(lián)動繩31的頂端a與端部連接件41的左側(cè)固定連接，底端b則與第一中心連接件51的右側(cè)固定連接，短聯(lián)動繩31首先沿圖中順時針的方向繞在端部連接件41上的圓盤412的線槽內(nèi)，然后再沿圖中逆時針的方向繞在第一中心連接件51上的圓盤412的線槽內(nèi)；短聯(lián)動繩32的頂端c與端部連接件41的右側(cè)固定連接，底端d則與第一中心連接件51的左側(cè)固定連接，短聯(lián)動繩32首先沿圖中逆時針的方向繞在端部連接件41上的圓盤412的線槽內(nèi)，然后再沿圖中順時針的方向繞在第一中心連接件51上的圓盤412的線槽內(nèi)。短聯(lián)動繩31與短聯(lián)動繩32的對稱分布并相互交叉，二者的連接關系、運動關系相同，故以短聯(lián)動繩31為例說明端部關節(jié)11、端部連接件41、第一中心關節(jié)21、第一中心連接件51與第二中心關節(jié)22通過短聯(lián)動繩31實現(xiàn)聯(lián)動的工作原理：

由于短聯(lián)動繩31的頂端a與端部連接件41固定連接，故頂端a可隨端部連接件41的轉(zhuǎn)動而沿圓周方向運動，當端部連接件41朝左側(cè)轉(zhuǎn)動時，頂端a下降，同時拉動第一中心連接件51相對第一中心關節(jié)21朝左側(cè)轉(zhuǎn)動，也可以視作第一中心關節(jié)21相對第一中心連接件51朝左側(cè)轉(zhuǎn)動，如此便實現(xiàn)了端部連接件41與第一中心關節(jié)21之間，以及第一中心關節(jié)21至第一中心連接件51之間的同向轉(zhuǎn)動，又由于端部關節(jié)11沿第一方向相對端部連接件41固定，第一中心關節(jié)22沿第一方向相對第一中心連接件51固定，故可以實現(xiàn)端部關節(jié)11、第一中心關節(jié)21與第二中心關節(jié)22的同向轉(zhuǎn)動；此外，由于短聯(lián)動繩31的總長一定，故端部連接件41的轉(zhuǎn)動角度等于第一中心連接件51的轉(zhuǎn)動角度。綜上，端部關節(jié)11、第一中心關節(jié)21與第二中心關節(jié)22可以發(fā)生同向且同角度的轉(zhuǎn)動。

作為短聯(lián)動繩與連接件的一種優(yōu)選連接方式，連接件（即上述的端部連接件與第一中心連接件）上設有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)旋有螺釘，螺釘上設有徑向的通孔，短聯(lián)動繩穿過通孔后通過端部的金屬球頭卡接在銷釘上。

作為短聯(lián)動繩與連接件的另一種優(yōu)選連接方式，連接件上同樣設有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)旋有螺釘，螺釘上設有軸向的螺紋孔，以及與該軸向螺紋孔連通的徑向通孔，短聯(lián)動繩穿過徑向通孔，由旋在軸向螺紋孔內(nèi)的頂絲頂緊固定。優(yōu)選的，徑向通孔內(nèi)還設有薄壁金屬管，短聯(lián)動繩穿設在薄壁金屬管內(nèi)，頂絲擠壓薄壁金屬管發(fā)生變形直至頂緊短聯(lián)動繩，薄壁金屬管可以對繩索起到一定保護作用，避免頂絲擰入的過程中損壞繩索，同時金屬筒被壓緊變形后也可以增強對繩索的固定作用。

在關節(jié)段另一端，短聯(lián)動繩33、短聯(lián)動繩34分別連接第二中心連接件52以及第三中心連接件53，其連接方式、布置方式均與上述的短聯(lián)動繩31、短聯(lián)動繩32相同，在此就不一一贅述。在短聯(lián)動繩33、短聯(lián)動繩34的聯(lián)動作用下，第二中心關節(jié)22、第三中心關節(jié)23與第四中心關節(jié)24之間也可以發(fā)生沿第一方向的同向且同角度的轉(zhuǎn)動。

參照圖6，示出了圖3中的后視圖。如圖所示，本發(fā)明除聯(lián)動繩之外還設有長聯(lián)動繩，長聯(lián)動繩61的頂端e固定在端部關節(jié)11的左側(cè)，底部f固定在第三中心連接件53的右側(cè)，長聯(lián)動繩61通過線槽沿圖中順時針的方向繞過端部連接件41上的圓盤412，然后再通過線槽沿圖中逆時針的方向繞過第三中心連接件53上的圓盤412，長聯(lián)動繩62與長聯(lián)動繩61優(yōu)選對稱設置且相互交叉，優(yōu)選的，長聯(lián)動繩62與長聯(lián)動繩61穿設在軟管之內(nèi)，以避免聯(lián)動繩之間以及聯(lián)動繩與關節(jié)之間發(fā)生摩擦。如此，當端部關節(jié)11相對第一中心關節(jié)21轉(zhuǎn)動時，還可以帶動第三中心連接件53相對第三中心關節(jié)23轉(zhuǎn)動，結(jié)合端部關節(jié)11、第一中心關節(jié)21與第二中心關節(jié)22之間的聯(lián)動，以及第二中心關節(jié)22、第三中心關節(jié)23與第四中心關節(jié)24之間的聯(lián)動，整個關節(jié)段可以朝一個方向等曲率彎曲。

本發(fā)明包括用于調(diào)節(jié)短聯(lián)動繩張緊程度的張緊裝置，如圖5所示，張緊裝置包括設于第一中心關節(jié)21與第三中心關節(jié)23上的導桿71以及可沿導桿71滑動的導套72，導套72上旋有螺釘，螺釘?shù)亩瞬看┻^導套后與導桿71抵持，從而將導套72固定在導桿71上。導套72上設有過孔，聯(lián)動繩穿設在過孔內(nèi)，通過導套72沿導桿71的滑動便可以調(diào)整聯(lián)動繩的張緊程度。過孔與短聯(lián)動繩之間還設有可降低摩擦力的滑套，避免短聯(lián)動繩與孔壁摩擦而降低聯(lián)動繩的使用壽命，本實施例中的滑套優(yōu)選采用特氟龍?zhí)坠堋?/p>

本發(fā)明包括用于調(diào)節(jié)長聯(lián)動繩張緊程度的張緊裝置，如圖6所示，張緊裝置包括螺桿73、調(diào)節(jié)螺母74與頂筒75，螺桿73沿關節(jié)段的長度方向固定在端部關節(jié)11上，頂筒75套接在螺桿73上，調(diào)節(jié)螺母74旋在螺桿73上并位于頂筒75的下方，長聯(lián)動繩的端部穿過頂筒75后與一端子固定。通過旋動調(diào)節(jié)螺母74便可以推動頂筒75升降，進而推動長聯(lián)動繩的端部升降以達到張緊長聯(lián)動繩的作用。

上述實施例中的聯(lián)動關節(jié)段僅在第一方向上可以實現(xiàn)聯(lián)動轉(zhuǎn)動，進一步的，本發(fā)明還公開了一種可以在兩個方向上實現(xiàn)聯(lián)動轉(zhuǎn)動的實施例。參照圖7，示出了本發(fā)明聯(lián)動關節(jié)段第二個實施例的正視圖，其與第一個實施例的區(qū)別在于還包括有沿第二方向設置的短聯(lián)動繩35、短聯(lián)動繩36、短聯(lián)動繩37、短聯(lián)動繩38、長聯(lián)動繩63與長聯(lián)動繩64，圖7可以視為圖3增加沿第二方向上的短聯(lián)動繩與長聯(lián)動繩后的左視圖。

如圖所示，沿第二方向，第二中心關節(jié)22的兩端分別與第一中心連接件51、第二中心連接件52轉(zhuǎn)動連接；第四中心關節(jié)24的兩端分別與第三中心連接件53、段間連接件42轉(zhuǎn)動連接。第一中心關節(jié)21的兩端與端部連接件41、第一中心連接件51之間，以及第三中心關節(jié)23與第二中心連接件52、第三中心連接件53之間相對固定。

按照與上述短聯(lián)動繩相同的連接方式，短聯(lián)動繩35、短聯(lián)動繩36用于連接第一中心連接件51與第二中心連接件52，從而實現(xiàn)第一中心關節(jié)21、第二中心關節(jié)22與第三中心關節(jié)23之間沿第二方向的同向同曲率轉(zhuǎn)動。短聯(lián)動繩37、短聯(lián)動繩38用于連接段間連接件42與第三中心連接件53，從而實現(xiàn)后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)11與前一聯(lián)動關節(jié)段的第四中心關節(jié)24、第三中心關節(jié)23之間沿第二方向的同向同角度轉(zhuǎn)動。

參照圖8，示出了圖7中的后視圖。如圖所示，長聯(lián)動繩63、長聯(lián)動繩64按照上述長聯(lián)動繩的連接方式連接后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)11與前一聯(lián)動關節(jié)段的第一中心連接件51。如此，當后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)11相對前一聯(lián)動關節(jié)段的第四中心關節(jié)24轉(zhuǎn)動時，還可以帶動前一聯(lián)動關節(jié)段的第一中心連接件51相對第一中心關節(jié)21轉(zhuǎn)動，結(jié)合后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)11與前一聯(lián)動關節(jié)段的第四中心關節(jié)24、第三中心關節(jié)23之間的聯(lián)動，以及第一中心關節(jié)21、第二中心關節(jié)22與第三中心關節(jié)23之間的聯(lián)動，從第一中心關節(jié)21至后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)11均可以實現(xiàn)沿第二方向的同向且同角度的轉(zhuǎn)動。

綜上，本實施例中的關節(jié)段可以實現(xiàn)沿第一方向與第二方向的等曲率彎曲。

本發(fā)明還設有驅(qū)動關節(jié)運動的驅(qū)動繩，參照圖9，示出了本發(fā)明關節(jié)與驅(qū)動繩的連接示意圖，圖中隱藏了后一聯(lián)動關節(jié)段的端部關節(jié)。如圖所示，針對第二實施例，對應每一聯(lián)動關節(jié)段設有至少三根獨立運動的驅(qū)動繩91，驅(qū)動繩91沿圓周方向分布。驅(qū)動繩91至少從第一中心關節(jié)21至第四中心關節(jié)24之中的任意一組相鄰關節(jié)的連接部位穿過，并與從第三中心關節(jié)23至端部關節(jié)11中的任意一個關節(jié)固接。由于整個關節(jié)段處于聯(lián)動狀態(tài)，故驅(qū)動其中一個關節(jié)運動便可以實現(xiàn)整個關節(jié)段的運動。

作為驅(qū)動繩的一種優(yōu)選連接方式，驅(qū)動繩首先穿過位于對應聯(lián)動關節(jié)段后方的各關節(jié)段的過線孔，然后依次穿過本段聯(lián)動關節(jié)段中的第四中心關節(jié)24、第三中心關節(jié)23、第二中心關節(jié)22與第一中心關節(jié)21的過線孔，最后與端部關節(jié)11的固接。如此，驅(qū)動繩一方面可以直接驅(qū)動端部關節(jié)11，另一方面驅(qū)動繩在其它關節(jié)的過線孔內(nèi)滑動的過程中也可以通過接觸部位的相互作用力間接的驅(qū)動相應的關節(jié)，實現(xiàn)關節(jié)段的同向等曲率彎曲。

作為驅(qū)動繩的另一種優(yōu)選連接方式，驅(qū)動繩無需穿過所有關節(jié)的過線孔，只需從第一中心關節(jié)21至第四中心關節(jié)24中挑選任意一組相鄰關節(jié)，驅(qū)動繩從該組相鄰關節(jié)的連接部位穿過，并與第三中心關節(jié)23至端部關節(jié)11中的任意一個關節(jié)固接，如驅(qū)動繩僅穿過第四中心關節(jié)24、第三中心關節(jié)23相鄰端部的過線孔，然后固接在第三中心關節(jié)23之上，驅(qū)動繩的剩余部分穿在金屬軟管之內(nèi)，由金屬軟管導向至關節(jié)段根部關節(jié)，穿過根部關節(jié)的過線孔后再與驅(qū)動模塊連接。金屬軟管可以發(fā)生彎曲，但在軸向上不會因擠壓而發(fā)生長度變化。

參照圖10，示出了本發(fā)明驅(qū)動模塊一個實施例的立體示意圖，圖中隱藏了外殼。如圖所示，驅(qū)動模塊包括支架81以及與驅(qū)動繩91數(shù)量對應的動力裝置82、卡線模塊83與彈性件84。

具體的，支架81作為驅(qū)動模塊的主要承載機構(gòu)，包括第一底板811、第二底板812、第三底板813與支撐板814，第一底板811、第二底板812與第三底板813相互平行，第一底板811與第二底板812的相對表面上的設有凸臺，沿凸臺的周向均勻設有若干的插槽，若干支撐板814垂直安裝在第一底板811與第二底板812之間，支撐板814通過插接在相應插槽內(nèi)的方式實現(xiàn)與第一底板811、第二底板812的快速拆裝。

動力裝置82用于驅(qū)動卡線模塊83沿驅(qū)動繩的伸縮方向運動，具體的，包括電機821、絲桿822、絲桿座823與滑軌824，電機821位于第二底板812、第三底板813之間，其驅(qū)動軸與絲桿822通過聯(lián)軸器連接，絲桿822、絲桿座823與滑軌824位于第一底板811、第二底板812之間，絲桿822與絲桿座823螺紋連接，滑軌824與絲桿822平行，卡線模塊83固定在絲桿座823上并通過滑座與滑軌824滑動連接，隨著電機821的轉(zhuǎn)動，絲桿座823可以帶動卡線模塊83沿絲桿上下運動。

彈性件84優(yōu)選為橡皮筋，其與驅(qū)動繩91的端部固定以拉緊驅(qū)動繩91，驅(qū)動繩91上固定有端子92 。

參照圖11，示出了本發(fā)明卡線模塊的立體示意圖。如圖所示，卡線模塊包括卡線板831、卡線板座832、扭簧833與轉(zhuǎn)軸834?？ň€板831通過轉(zhuǎn)軸834轉(zhuǎn)動連接在卡線板座832上，并與扭簧833抵持?？ň€板831伸出有第一臂8311與第二臂8312，第一臂8311位于第二臂8312的上方。第一臂8311的端部優(yōu)選設有滾輪8314，第二臂8312上設有匹配端子的端子槽8313，以及位于端子槽上方且與其連通的線槽（未示出），端子槽與線槽在第二臂的側(cè)面形成供驅(qū)動繩91進出的開口。

卡線板座832上還設有圓弧形的滑槽，轉(zhuǎn)軸834的一端插接在滑槽內(nèi)，從而限定卡線板831的轉(zhuǎn)動角度。

優(yōu)選的，多組動力裝置82、卡線模塊83與彈性件84沿支架的圓周方向均勻分布。

結(jié)合上述支架81、動力裝置82、卡線模塊83與彈性件84的結(jié)構(gòu)，以下說明驅(qū)動模塊的工作方式：當驅(qū)動模塊處于工作狀態(tài)時，卡線板831在扭簧833的抵持下處于圖9中所示狀態(tài)，即第二臂8312近似水平伸出，第一臂8311向斜上方伸出，此時端子92從第二臂8312的下方卡入端子槽內(nèi)，故卡線板831可以通過朝遠離末端執(zhí)行器3方向的運動拉動驅(qū)動繩91。

當驅(qū)動模塊需要與驅(qū)動繩分離時，卡線板831首先朝末端執(zhí)行器3的方向（即朝上）運動，端子92逐漸從端子槽內(nèi)退出，當卡線板83向上運動之頂端時，第一臂8311與第一底板811抵持，從而驅(qū)動卡線板83整體向下轉(zhuǎn)動（如圖12所示），驅(qū)動繩91逐漸從卡線板831的線槽內(nèi)退出，此時驅(qū)動繩與驅(qū)動模塊完全脫離，可以很方便的更換驅(qū)動繩以及關節(jié)段。此外?？ň€板831在轉(zhuǎn)動過程中壓縮扭簧833，當?shù)谝坏装?11與第一臂8311分離時，卡線板831在扭簧833的作用下復位，從而使驅(qū)動繩91重新進入線槽內(nèi)。

本發(fā)明中的驅(qū)動模塊可以實現(xiàn)與柔性臂之間的快速分離與連接，從而有助于驅(qū)動模塊與柔性臂的快速更換，操作方便、快捷。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。