1.一种可变刚度的刚柔耦合机械臂,包括软体弯转臂;其特征在于:还包括刚性调节组件;软体弯转臂能够进行弯曲运动;软体弯转臂中设置有刚性调节腔(2‑2);刚性调节腔(2‑
2)呈长条形,且沿着软体弯转臂的长度方向设置;刚性调节组件内设置有能够伸入刚性调节腔(2‑2)中的刚性调节杆(5‑2);刚性调节杆(5‑2)伸入刚性调节腔(2‑2)的部分的长度能够调节;
所述的软体弯转臂包括气动驱动软管(2)和密封接口(9);气动驱动软管(2)包括相互平行且呈正三角形排列相连的三根弯转套管(2‑1);三根弯转套管(2‑1)的连接处均内凹出一个三分之一圆柱面;三根弯转套管(2‑1)的内凹处合围成一个贯通整根气动驱动软管(2)的圆柱形的刚性调节腔(2‑2);各气动驱动软管(2)的内端均安装有密封接口(9);密封接口(9)包括通气管(9‑1)和气塞(9‑2);气塞(9‑2)塞住对应弯转套管(2‑1)的内端;通气管(9‑
1)贯穿气塞(9‑2);
所述的刚性调节组件包括缸体(3)、限位块(4)、双出活塞杆(5)和伸缩弯转臂安装座(6‑3);所述的双出活塞杆(5)包括活塞板(5‑1)、刚性调节杆(5‑2)和螺纹杆(5‑3);刚性调节杆(5‑2)、螺纹杆(5‑3)的相对端与活塞板(5‑1)的两侧分别固定;活塞板(5‑1)在缸体(3)内滑动;刚性调节杆(5‑2)、螺纹杆(5‑3)分别从缸体(3)的两端分别穿出;限位块(4)上的螺纹通孔(4‑3)与螺纹杆(5‑3)构成螺旋副;限位块(4)位于缸体(3)外;伸缩弯转臂安装座(6‑
3)安装在缸体(3)装有刚性调节杆(5‑2)的那端;刚性调节杆(5‑2)穿过伸缩弯转臂安装座(6‑3)的中心孔;伸缩弯转臂安装座(6‑3)的侧壁为三个呈正三角形排布、相互贯通的圆柱筒组成;伸缩弯转臂安装座(6‑3)的内端端面上开设有三个通气孔;该三个通气孔与三个圆柱筒的轴线位置分别对应;所述的气动驱动软管(2)上的三根弯转套管(2‑1)内端分别伸入伸缩弯转臂安装座(6‑3)的三个圆柱筒中并固定;密封接口(9)上的三根通气管(9‑1)分别穿过伸缩弯转臂安装座(6‑3)上的三个通气孔;刚性调节组件内的刚性调节杆(5‑2)外端对准气动驱动软管(2)中部的刚性调节腔(2‑2)。
2.根据权利要求1所述的一种可变刚度的刚柔耦合机械臂,其特征在于:所述软体弯转臂的内端端部安装在伸缩弯转臂安装座(6‑3)上;伸缩弯转臂安装座(6‑3)的侧部安装有沿着软体弯转臂的中心轴线周向均布的n个第二测距传感器(10);第二测距传感器(10)的检测头均朝向软体弯转臂的外端;n≥4;当软体弯转臂发生弯曲时,至少有一个第二测距传感器(10)能够检测到自身到弯曲后的软体弯转臂侧壁的距离;软体弯转臂呈圆柱形,或外侧套置有呈圆柱形的外套筒(12)。
3.根据权利要求1所述的一种可变刚度的刚柔耦合机械臂,其特征在于:所述的限位块(4)由电机和齿轮驱动作螺旋运动。
4.根据权利要求1所述的一种可变刚度的刚柔耦合机械臂,其特征在于:所述的限位块(4)呈圆台形,且外侧面上设置有用于防滑的花纹(4‑2);限位块(4)外侧面的内端端部开有用于安装第一测距传感器(11)的安装槽(4‑1);第一测距传感器(11)的检测头朝向缸体(3)。
5.根据权利要求1所述的一种可变刚度的刚柔耦合机械臂,其特征在于:还包括支座(6)、支架(7)和底座(8);底座(8)能够绕竖直轴线转动,且由电机驱动;支架(7)的一端与底座(8)构成转动副,且由电机驱动旋转;支座(6)的中部与支架(7)的另一端构成转动副,且由电机驱动旋转;软体弯转臂和刚性调节组件安装在支座(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种可变刚度的刚柔耦合机械臂,其特征在于:所述的刚性调节杆(5‑2)由电动推杆或气缸或液压缸或齿轮齿条驱动进行伸缩。
7.根据权利要求1所述的一种可变刚度的刚柔耦合机械臂,其特征在于:所述的软体弯转臂的外端固定有末端安装块(1)。
8.如权利要求2所述的一种可变刚度的刚柔耦合机械臂的驱动方法,其特征在于:步骤一、调节刚性调节杆(5‑2)伸入刚性调节腔(2‑2)的部分的长度,从而调节软体弯转臂的刚性;
步骤二、驱动软体弯转臂向目标方向弯曲;并通过各第二测距传感器检测气动驱动软管(2)的弯曲程度;根据检测到的弯曲程度进一步调节软体弯转臂的运动幅度,形成负反馈调节,从而使得气动驱动软管(2)达到目标弯曲程度;
软体弯转臂的弯曲程度由扭转角α的大小来认定;扭转角α为软体弯转臂弯曲成的圆弧形的圆心角,其值越 大,则弯曲程度越大;扭转角 其中,R1为第二测距传感器到软体弯转臂中心轴线的距离;r为软体弯转臂的外半径;L为软体弯转臂的长度;L1为n个第二测距传感器中最靠近目标方向的那个第二测距传感器测得的距离;L2为刚性调节杆(5‑2)伸入刚性调节腔(2‑2)部分的长度。