1.一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述刚柔耦合连续型机械臂包括:至少一个驱动系统,具有至少一个驱动电机、至少一个控制器、至少一个收绳盘和至少一个收绳轴,所述至少一个驱动系统固定地配置在所述至少一个顶层电机固定板上;至少一个支撑平台,具有至少一个顶层电机固定板、至少一个中间层固定板和至少一个底层固定板,为整个驱动系统和连续型机械臂提供基座和支撑;至少一个连续体机构,由至少一个可伸缩杆件、至少一个中间层单元、至少一个顶层单元和底层单元组成,连续体机构为基于四杆张拉整体结构演变而来,能够提供足够的结构刚度,在结构形态发生变化时,整体结构刚度处于一定变化范围内,建立结构的刚度模型,能够根据任务需求得到对应刚度的结构形态,从而实现可变刚度的功能;至少一个柔性连接机构,包含至少一个驱动绳索和至少一个弹性元件,用于驱动连续型机械臂完成折展、弯曲和扭转运动,并提供结构恢复原始状态的内应力。
2.根据权利要求1所述的一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述驱动系统包含至少一个驱动电机、至少一个控制器、至少一个收绳盘和至少一个收绳轴;其中,所述驱动电机带动所述收绳轴正转或反转,所述驱动绳索一方固定于所述收绳盘中,中间段缠绕于所述收绳轴,另一端固定于所述连续体机构的最后一层单元的所述底层单元的驱动绳索通孔上;所述收绳轴的正转或反转将带动所述驱动绳索释放或收缩,完成连续体机构的折展、弯曲或扭转。
3.根据权利要求1所述的一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述支撑平台包括至少一个顶层电机固定板、至少一个中间层固定杆和至少一个底层固定杆,所述驱动系统和连续体机构均装配在所述至少一个顶层电机固定板上;其中,所述至少一个顶层电机固定板上设置有与所述驱动绳索相配对的至少一个通孔。
4.根据权利要求1所述的一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述连续体机构包含至少一个可伸缩杆件、至少一个中间层单单元、至少一个底层单元和至少一个顶层单元,中间层单元与顶层单元或底层单元之间通过四杆可伸缩杆件依次螺旋式圆周排练连接,所述可伸缩杆件与中间层单元、顶层单元和底层单元之间采用球形副连接方式,具有较大的灵活性。
5.根据权利要求4所述的一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述连续体机构中的可伸缩杆件包含至少一个第一连接杆、至少一个第二连接杆和至少一个压簧,所述第一连接杆与第二连接杆之间通过圆形轴和圆形孔嵌套连接,压簧与第一连接杆中的圆形轴底端和第二连接杆的圆形孔底端固定连接,使得第一连接杆与第二连接杆可通过压簧实现自身长度20%的变化,具有可伸缩能力。
6.根据权利要求4所述的一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述连续体机构为连续型机械臂结构的一个单元,连续型机械臂具有五个及以上上述连续体机构组成,并固定于顶层电机固定板上,依次连接至机械臂末端。
7.根据权利要求1所述的一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述柔性连接单元包含至少一个驱动伸缩和至少一个弹性元件,所述驱动绳索通过所述收绳盘、收绳轴和所述电机固定板的通孔,依次穿过所述连续体机构中的顶层单元和底层单元,直至最后一层连续体机构中的底层单元的通孔,保证连续型机械臂控制的连续变形。
8.根据权利要求7所述的一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述弹性元件的一端与所述中间层单元中的弹性元件第一铰链以及顶层单元的弹性元件第二铰链采用铰链连接方式,能够由铰链点处向平面内任意方向转动,由此实现弹性元件的二力平衡连接方式;每个连续体机构由八个弹性元件连接,弹性元件的存在为连续型机械臂提供了一定刚度,更多的为结构提供一定的柔性和刚度恢复能力。
9.根据权利要求7所述的一种基于四杆张拉整体结构的刚柔耦合连续型机械臂,其特征在于,所述驱动绳索的数量至少为四根,分别由四个驱动系统控制,可控制连续型机械臂向空间内任意方向弯曲,具有较大的灵活性。