本技術(shù)涉及縫紉設(shè)備的，尤其是涉及一種基于繩驅(qū)式平面連續(xù)變形機(jī)構(gòu)的縫紉用末端執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

1、服裝作為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，正呈現(xiàn)出個(gè)性化和多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。盡管服裝制作的許多工序已通過(guò)專機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但這些專機(jī)運(yùn)行時(shí)的織物操作仍主要依賴人工完成。因此，織物操作的智能化已成為服裝制作智能化生產(chǎn)的關(guān)鍵。智能化操作主要依賴工業(yè)機(jī)器人完成，末端執(zhí)行器是工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行作業(yè)的核心組件，直接決定其操作能力。

2、平面縫紉是服裝生產(chǎn)的重要工序之一，現(xiàn)有的智能化織物操作方法主要有以下兩種：一種是將特定形狀按壓板作為機(jī)器人末端執(zhí)行器完成操作，這種方法在當(dāng)前縫紉制造車間中常見(jiàn)；另一種是研究人員結(jié)合夾具、滾輪或局部按壓的裝置作為機(jī)器人末端執(zhí)行器的探索。這些方法在提升平面智能縫紉技術(shù)上取得了顯著進(jìn)展，但仍存在局限性。例如，特定形狀的按壓板無(wú)法適應(yīng)不同形狀或大小的織物邊緣，需要頻繁更換以匹配不同的按壓對(duì)象；而夾持、滾輪或局部按壓裝置雖然不受形狀限制，但難以兼容不同材質(zhì)的布料。因此，當(dāng)前平面縫紉中織物操作方式的通用性不足，難以適用于小批量、多樣化的服裝生產(chǎn)，設(shè)計(jì)一種能夠兼容多種材質(zhì)、不同形狀與大小的末端執(zhí)行器依然是亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提供一種縫紉用兼容不同材質(zhì)、形狀和大小的末端執(zhí)行器，本技術(shù)提供一種基于繩驅(qū)式平面連續(xù)變形機(jī)構(gòu)的縫紉用末端執(zhí)行器。

2、本技術(shù)提供的一種基于繩驅(qū)式平面連續(xù)變形機(jī)構(gòu)的縫紉用末端執(zhí)行器采用如下的技術(shù)方案：

3、一種基于繩驅(qū)式平面連續(xù)變形機(jī)構(gòu)的縫紉用末端執(zhí)行器，包括固定在機(jī)械臂上的固定座，所述固定座上設(shè)置有第一驅(qū)動(dòng)繩和第二驅(qū)動(dòng)繩，所述固定座一側(cè)間隔設(shè)置有定位板，所述定位板呈豎直設(shè)置，所述第一驅(qū)動(dòng)繩和第二驅(qū)動(dòng)繩均呈水平設(shè)置，所述第一驅(qū)動(dòng)繩和第二驅(qū)動(dòng)繩分別設(shè)置在定位板寬度方向的兩側(cè)，所述第一驅(qū)動(dòng)繩和第二驅(qū)動(dòng)繩背離固定座的一端分別固定在定位板上，所述固定座上設(shè)置有帶動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)繩和第二驅(qū)動(dòng)繩靠近固定座一端移動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置，所述定位板和固定座之間還設(shè)置有多個(gè)多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，多個(gè)所述多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)隨定位板、第一驅(qū)動(dòng)繩和第二驅(qū)動(dòng)繩的移動(dòng)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，相鄰兩個(gè)所述多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)之間設(shè)置有平行四邊形機(jī)構(gòu)，靠近固定座一側(cè)的所述平行四邊形機(jī)構(gòu)與固定座之間固定有固定桿，對(duì)應(yīng)兩個(gè)所述多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)變形，任一所述平行四邊形機(jī)構(gòu)末端還設(shè)置有用于對(duì)布料進(jìn)行操作的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

4、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，兩個(gè)水平布置的驅(qū)動(dòng)繩在固定座與定位板之間對(duì)稱分布，通過(guò)驅(qū)動(dòng)繩收縮帶動(dòng)串聯(lián)的多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過(guò)平行四邊形機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的多點(diǎn)同步移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了多自由度、可重構(gòu)的末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)，可在一個(gè)或兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的作用下實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)多關(guān)節(jié)連續(xù)變形，用于精準(zhǔn)貼合與操作布料邊緣。

5、優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置包括第一直線導(dǎo)軌，所述第一直線導(dǎo)軌固定在固定座上，所述第一直線導(dǎo)軌上還設(shè)置有第一直線滑塊，所述第一直線滑塊與第一直線導(dǎo)軌滑移配合，所述第一直線滑塊帶動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)繩背離定位板的一側(cè)滑移。

6、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，第一直線滑塊沿直線導(dǎo)軌滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)繩的平移，進(jìn)而帶動(dòng)多個(gè)關(guān)節(jié)發(fā)生變形，實(shí)現(xiàn)了對(duì)第一驅(qū)動(dòng)繩張力與位移的精準(zhǔn)控制，提高末端執(zhí)行器的響應(yīng)速度與控制精度。

7、優(yōu)選的，所述第一直線滑塊上設(shè)置有兩個(gè)第一動(dòng)滑輪，兩個(gè)所述第一動(dòng)滑輪沿豎直方向與第一直線滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述固定座靠近定位板的一側(cè)還固定有第一吊耳螺釘，所述第一驅(qū)動(dòng)繩背離定位板的一端繞過(guò)兩個(gè)第一動(dòng)滑輪后固定在第一吊耳螺釘上。

8、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)第一動(dòng)滑輪組構(gòu)建繩索機(jī)械增益結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)繩的移動(dòng)距離減少一半，實(shí)現(xiàn)倍增輸出位移與張力，提升了繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)效率，節(jié)省了空間并增強(qiáng)力的傳導(dǎo)效果。

9、優(yōu)選的，所述多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括外殼底板，所述外殼底板呈豎直設(shè)置，所述第一驅(qū)動(dòng)繩和第二驅(qū)動(dòng)繩分別沿水平方向貫穿外殼底板，所述外殼底板上下兩側(cè)還固定有外殼上板和外殼下板，所述外殼上板和外殼下板之間設(shè)置有固定軸，所述固定軸兩端分別與外殼上板和外殼下板固定連接，所述固定軸中部還設(shè)置有端面棘輪固定件，所述端面棘輪固定件繞固定軸軸線方向與固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述端面棘輪固定件與該多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)背離固定座一側(cè)的相鄰的多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的外殼底板或末端定位板相對(duì)固定，所述端面棘輪固定件上側(cè)設(shè)置有正向鎖定端面棘輪件，所述端面棘輪固定件下側(cè)設(shè)置有負(fù)向鎖定端面棘輪件，所述正向鎖定端面棘輪件下端面結(jié)構(gòu)與端面棘輪固定件的上端面結(jié)構(gòu)相互鎖定，所述負(fù)向鎖定端面棘輪件上端面結(jié)構(gòu)與端面棘輪固定件下端面結(jié)構(gòu)相互鎖定，所述正向鎖定端面棘輪件與負(fù)向鎖定端面棘輪件分別沿豎直方向與外殼底板滑移配合，所述外殼底板上設(shè)置有分別驅(qū)動(dòng)正向鎖定端面棘輪件與負(fù)向鎖定端面棘輪件移動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)組件和第二驅(qū)動(dòng)組件。

10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，正向鎖定端面棘輪件或負(fù)向鎖定端面棘輪件與端面棘輪固定件相互咬合實(shí)現(xiàn)機(jī)械鎖定，分別通過(guò)垂直方向滑移實(shí)現(xiàn)釋放、單向或雙向自鎖，形成具備穩(wěn)定自鎖功能的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可支持多種工作模式且保持狀態(tài)無(wú)需持續(xù)供能。

11、優(yōu)選的，所述固定軸與端面棘輪固定件之間設(shè)置有平面軸承，所述固定軸設(shè)置為階梯軸，所述平面軸承上下兩側(cè)面分別抵接在固定軸和端面棘輪固定件的安裝槽內(nèi)側(cè)面上，所述平面軸承在端面棘輪固定件上下各設(shè)置有一個(gè)。

12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，平面軸承用于承受軸向載荷，減少端面棘輪件與固定軸間摩擦，提高旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)順暢性與耐磨性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可靠性與使用壽命。

13、優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動(dòng)組件包括套設(shè)在固定軸上的第一壓簧，所述第一壓簧上端抵接在外殼上板上，下端抵緊在所述正向鎖定端面棘輪件上，所述外殼上板和正向鎖定端面棘輪件之間還設(shè)置有第一形狀記憶合金線圈，所述第一形狀記憶合金線圈的上下兩端分別設(shè)置有第一接線片和第二接線片，所述第一形狀記憶合金線圈在外殼上板和正向鎖定端面棘輪件之間設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)所述第一形狀記憶合金線圈設(shè)置在固定軸沿外殼底板寬度方向的兩側(cè)，兩個(gè)所述第二接線片之間連通設(shè)置，兩個(gè)所述第一接線片分別與直流電源的正負(fù)極導(dǎo)通。

14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，加熱形狀記憶合金線圈使其收縮產(chǎn)生位移抵抗壓簧彈力，控制正向鎖定端面棘輪件上下滑移，實(shí)現(xiàn)鎖定狀態(tài)切換，通過(guò)第一壓簧和第一形狀記憶合金線圈實(shí)現(xiàn)對(duì)正向鎖定端面棘輪件的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)與被動(dòng)復(fù)位，控制其鎖止與解鎖動(dòng)作。兩個(gè)對(duì)稱布置的形狀記憶合金線圈同時(shí)受電流激活，提供更均勻的驅(qū)動(dòng)力，確保棘輪件垂直移動(dòng)平衡穩(wěn)定，增強(qiáng)對(duì)正向鎖定端面棘輪件的驅(qū)動(dòng)效率與可靠性，保證動(dòng)作同步與受控。

15、優(yōu)選的，所述外殼上板上還設(shè)置有第一拉鉤，所述第一拉鉤沿與外殼底板厚度方向平行的方向與外殼上板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述正向鎖定端面棘輪件上還設(shè)置有第一導(dǎo)向槽，所述第一導(dǎo)向槽沿外殼底板厚度方向穿設(shè)正向鎖定端面棘輪件，所述第一拉鉤背離外殼上板的一端在第一導(dǎo)向槽內(nèi)相對(duì)滑移。

16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，第一拉鉤與導(dǎo)向槽相配合，僅在預(yù)設(shè)路徑內(nèi)滑動(dòng)，形成機(jī)械限位導(dǎo)向的單向釋放機(jī)制，從而確保旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)只能單向解鎖，防止誤操作或非預(yù)期運(yùn)動(dòng)。

17、優(yōu)選的，所述固定座和定位板之間還固定有第一鎳鈦合金記憶鋼絲、第二鎳鈦合金記憶鋼絲，所述第一鎳鈦合金記憶鋼絲、第二鎳鈦合金記憶鋼絲依次穿過(guò)多個(gè)多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)并通過(guò)膠粘與其固定連接。

18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，鎳鈦合金記憶鋼絲具備初始筆直形態(tài)與超彈性特征，貫穿所有關(guān)節(jié)后形成常曲率變形特性，輔助關(guān)節(jié)恢復(fù)初始形狀，可以提供柔順變形能力，增強(qiáng)關(guān)節(jié)整體的連貫性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

19、優(yōu)選的，所述平行四邊形機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)連接板、固定連桿、從動(dòng)連接板和活動(dòng)連桿，所述主動(dòng)連接板長(zhǎng)度方向兩端分別與兩個(gè)相鄰的多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)繞豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述從動(dòng)連接板長(zhǎng)度方向與主動(dòng)連接板長(zhǎng)度方向平行，所述固定連桿兩端分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接在從動(dòng)連接板和主動(dòng)連接板靠近固定座的一側(cè)，所述活動(dòng)連桿長(zhǎng)度方向與固定連桿長(zhǎng)度方向平行，所述活動(dòng)連桿兩端分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接在從動(dòng)連接板和主動(dòng)連接板靠近定位板的一側(cè)，任意一組對(duì)應(yīng)的所述主動(dòng)連接板、固定連桿、從動(dòng)連接板和活動(dòng)連桿之間形成一個(gè)可隨意變形的平行四邊形，所述靠近固定座一側(cè)的所述平行四邊形機(jī)構(gòu)的固定連桿與固定座通過(guò)固定桿固定連接，從靠近所述固定座一側(cè)的每?jī)蓚€(gè)多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)之間設(shè)置一組所述主動(dòng)連接板、固定連桿、從動(dòng)連接板和活動(dòng)連桿組成的平行四邊形，該所述活動(dòng)連桿到下一個(gè)相鄰所述多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接的固定連桿之間還設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)連接板，該所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接板長(zhǎng)度方向與主動(dòng)連接板長(zhǎng)度方向平行，該所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接板長(zhǎng)度方向的兩端分別沿豎直方向與活動(dòng)連桿和固定連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，該所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接板與主動(dòng)連接板和從動(dòng)連接板對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接板與上一組平行四邊形機(jī)構(gòu)的活動(dòng)連桿和下一組平行四邊形機(jī)構(gòu)的固定連桿之間形成一個(gè)平行四邊形。

20、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)可變形的平行四邊形機(jī)構(gòu)將關(guān)節(jié)間相對(duì)旋轉(zhuǎn)映射為端部組件等間距運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)復(fù)雜末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)路徑的控制，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同步運(yùn)動(dòng)與變形映射，使得關(guān)節(jié)動(dòng)作被放大并作用于末端。

21、優(yōu)選的，所述末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置為彈性按壓模塊，所述彈性按壓模塊包括主按壓座，所述主按壓座與平行四邊形機(jī)構(gòu)末端固定連接，所述主按壓座內(nèi)嵌設(shè)有分離滑塊，所述分離滑塊沿豎直方向與主按壓座滑移配合，所述分離滑塊與主按壓座之間還固定有彈性連接件。

22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)彈性連接件（如壓簧）與滑動(dòng)配合的分離滑塊結(jié)構(gòu)，形成可控柔性按壓系統(tǒng)，在卸載時(shí)自動(dòng)與布料分離，提升操作效率與質(zhì)量，末端執(zhí)行器能在保證防滑與保護(hù)織物的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)良好的按壓與釋放功能。

23、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

24、1.?通過(guò)設(shè)置具備正向與負(fù)向鎖定機(jī)制的多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，結(jié)合形狀記憶合金的驅(qū)動(dòng)組件和棘輪結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各關(guān)節(jié)的四種工作狀態(tài)（正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、雙向、自鎖）。在自鎖狀態(tài)下無(wú)需持續(xù)供能，顯著提高了系統(tǒng)的能效比和關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，特別適用于長(zhǎng)時(shí)間保持特定姿態(tài)的操作需求；

25、2.?通過(guò)繩驅(qū)-關(guān)節(jié)-平行四邊形機(jī)構(gòu)耦合設(shè)計(jì)，第一驅(qū)動(dòng)繩和第二驅(qū)動(dòng)繩收縮引起多功能旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的同步運(yùn)動(dòng)，并映射至多個(gè)等間距的末端平行四邊形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)操作點(diǎn)協(xié)同變形，保證縫紉過(guò)程中對(duì)不同布料邊緣形態(tài)的靈活貼合和精確操作；

26、3.?設(shè)置可分離的彈性按壓模塊，包含滑移配合與彈性復(fù)位結(jié)構(gòu)，能在按壓結(jié)束后自動(dòng)與布料分離，防滑同時(shí)保護(hù)織物不被損傷，適用于多種材質(zhì)與厚度的布料，提升了末端執(zhí)行器的通用性與縫紉質(zhì)量。