一种基于脊柱结构原理的超灵巧机械臂设计

针对超灵巧机械臂既要确保灵巧和柔顺还应具有一定承受外部载荷能力的设计难点,通过对比分析与超灵巧机械臂相关的生物结构,包括以象鼻和章鱼触手为代表的无骨架类和以脊柱和鸟类颈部为代表的有骨架类的特性,发现哺乳动物脊柱的结构可以有效平衡灵巧性、柔顺性和负载能力之间的关系。在此基础上提出了一种基于脊柱结构原理的超灵巧机械臂,本体长约340 mm,最大直径39 mm,约占总长度的5.8%,剩下部分的直径为28 mm,本体重约500 g。该机械臂的负载能力通过刚度特性实验得到了验证,实验结果可为该机械臂在外部载荷作用下的应用提供参考。