28、柔性机器人弯曲末端执行器的设计与应用

柔性机器人弯曲末端执行器的设计与应用

1. 主要元件与组装

BEE（柔性机器人弯曲末端执行器）的主要元件包括主管道和连接环。这两个元件组合在一起，形成了柔性模块化花瓶 - 脊柱设计。主管道和连接环都有四个 0.3 毫米的小内腔和一个中间较大的内腔，四个小内腔用于电缆穿过，以控制远端尖端的弯曲。在花瓶 - 脊柱弯曲部分的远端连接相机支架，近端连接连接管轴，这些元件组合形成鼻咽镜组件。

鼻咽镜组件连接到齿条，齿条再连接到水平放置的步进电机上的齿轮，该步进电机控制鼻咽镜的平移运动。还有两个垂直放置的步进电机，其轴上有孔，用于系住控制柔性远端尖端的电缆。通过旋转轴，柔性远端尖端可根据电机的转动向左、右、上或下弯曲，一个电机控制上下运动，另一个控制左右运动。所有元件都放置在一个便携且坚固的框架上，具备广泛观察范围的操作功能，便于监控和携带。

2. 设计过程

BEE 的最终设计是通过对初始基础设计进行迭代修改而实现的。从初始设计阶段到最终设计阶段，采用了模块化的两部分设计来实现 BEE 的柔性尖端，因其设计类似于典型的花瓶，且模块之间的连接方式类似于动物的脊柱，所以被称为柔性花瓶 - 脊柱模块化设计。

• 原型 1.0 ：是一个粗糙的原型，由两个可区分的模块组成，后续原型采用了这种设计，但连接器和主管道段的整体形状和尺寸有所变化。
• 原型 2.0 - 3.0 ：前三个原型是使用快速成型技术制作的宏观规模的丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）塑料模型，作为概念验证。从原型 3.0 开始，增加了绳子来演示最终电缆驱动设计的工作机制，最终在实际