一种可伸缩的分段联动绳驱空间灵巧机械臂

技术领域

本发明涉及空间机器人技术领域，具体地说是一种可伸缩的分段联动绳驱空间灵巧机械臂。

背景技术

众所周知，随着航空领域技术的发展，航天器空间结构也变得越来越复杂，空间机器人代替宇航员在空间环境中进行重复、危险的工作是未来航天器的发展趋势。传统的空间机械臂通常具有一个或多个刚性臂，其刚性机械臂的自由度较少且驱动电机多安装于关节处使得机械臂结构尺寸较大。由于航天器尺寸的限制比较严格，对于某些受限空间（如空间站各舱之间狭小空间监测、空间站管道探测以及卫星狭窄空间内故障部件维修等）中的在轨操作任务，传统空间的刚性机械臂极易与目标发生刚性碰撞，难以顺利执行。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种臂尺寸小巧、运动灵活、被动顺应性好、灵活性高、惯量小、在空间狭窄、障碍复杂、结构密闭的空间环境中具有巨大的优势和潜力的可伸缩的分段联动绳驱空间灵巧机械臂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可伸缩的分段联动绳驱空间灵巧机械臂，其特征在于该机械臂包括驱动机构、引导机构、上下翻转臂段、左右翻转伸缩臂段和万向旋转臂段，所述的驱动机构依次与引导机构、上下翻转臂段、左右翻转伸缩臂段和万向旋转臂段连接，所述的驱动机构内的驱动器分别作为上下翻转臂段、左右翻转伸缩臂段和万向旋转臂段的驱动器，通过不同的驱动器带动上下翻转臂段实现上下翻转功能、带动左右翻转伸缩臂段实现左右翻转和伸缩的功能、带动万向旋转臂段实现万向旋转的功能。

本发明所述的驱动机构包括绳索驱动器、蜗杆驱动器、后固定板和前固定板，所述的后固定板和前固定板之间经支撑杆连接，所述的后固定板和前固定板之间设有绳索驱动器和蜗杆驱动器，绳索驱动器或蜗杆驱动器固定在后固定板或前固定板上，绳索驱动器的驱动端分别与绳索连接，绳索经前固定板上的圆孔穿出，蜗杆驱动器的驱动端与旋转杆连接，旋转杆经前固定板上的通孔穿出。

本发明所述的引导机构包括并列的至少两个引导盘，引导盘由后方朝向前方并列，引导盘由后侧朝向前方的直径逐渐降低，相邻的引导盘之间经支撑杆连接，引导盘上分别设有供绳索和旋转杆穿过的通孔。

本发明所述的上下翻转臂段包括至少两组蜗轮蜗杆臂段单元，所述的蜗轮蜗杆臂段单元包括第一支杆、前蜗盘、后蜗盘、连接杆、万向节联轴器、蜗杆轴、前支座、后支座、涡轮、涡轮转轴和涡轮销轴，所述的第一支杆与后蜗盘垂直连接，后蜗盘的中部侧面设有供旋转杆或蜗杆轴穿过的通孔，后蜗盘的圆周外缘上设有绳索穿过的圆孔，所述的前支座和后支座呈U型，前支座和后支座的一端分别固定在前蜗盘和后蜗盘的内侧，前支座和后支座之间经涡轮转轴转动连接，所述的前支座或后支座上设有涡轮销轴，涡轮销轴的两端分别与前支座或后支座和涡轮连接，所述的涡轮侧面设有蜗杆轴，蜗杆轴上设有与涡轮啮合的螺纹段，所述的蜗杆轴的一端经万向节联轴器与经后蜗盘通孔伸进的旋转杆或连接杆连接，蜗杆轴的另一端穿过前蜗盘经万向节联轴器与连接杆连接。

本发明所述的左右翻转伸缩臂段包括至少两组柔性臂段单元，所述的柔性臂段单元包括第二支杆、前柔盘、后柔盘、弯曲弹簧、伸缩弹簧、关节滑块、前固定座和后固定座，所述的第二支杆与后柔盘垂直连接，前柔盘和后柔盘的圆周边缘上设有供绳索穿过的圆孔，所述的前固定座和后固定座分别与前柔盘和后柔盘之间的内端面连接，前固定座呈U型，后固定座上设有滑孔，滑孔内设有伸缩弹簧，前固定座的U型臂之间设有关节转轴，关节转轴的两端分别穿过伸缩弹簧上侧的后固定座上的滑孔后与前固定座的U型臂端部连接，绳索穿过每组的柔性臂段单元中的前柔盘和后柔盘后与最前端的柔性臂段单元中的前柔盘内端面固定连接，通过绳索的拉伸实现弯曲弹簧的弯曲和伸缩弹簧的伸缩，供左右翻转伸缩臂段的绳索设有两条，两条绳索所在的平面与左右翻转伸缩臂段左右翻转面垂直。

本发明所述的万向旋转臂段包括至少两组万向臂段单元，所述的单向臂段单元包括第三支杆、前连接座、后连接座、前万向盘、后万向盘、万向节，所述的后万向盘的后端面连接第三支杆，前万向盘和后万向盘之间的内侧面分别连接前连接座和后连接座，前连接座和后连接座之间经万向节连接，前万向盘和后万向盘的边缘外侧设有供绳索穿过的圆孔，每组万向臂单元设有一组绳索，每组绳索均布在前万向盘和后万向盘的圆周方向，每组绳索的前端部与前万向盘固定连接，所有万向臂段单元中的所有绳索组合在一起在一个圆周上均匀分布。

本发明所述的驱动机构中的后固定板和前固定板上固定滑移板，滑移板中部连接机械滑块，所述的机械滑块侧面经滑块驱动器与滑轨连接，滑块驱动器带动机械滑块前后移动，进而带动整个机械臂前后移动。

本发明绳索驱动器包括绳索驱动电机、丝杠支座、绳索滑块、丝母、丝杠和导轨，所述的绳索驱动电机的输出轴与丝杠连接，丝杠经轴承固定在丝杠支座上，丝杠上套有丝母，丝母与绳索滑块固定连接，绳索滑块与导轨限位滑动连接，绳索滑块上设有L型支座，L型支座的水平边与绳索滑块连接，L型支座的垂直边与绳索连接。

本发明所述的蜗杆驱动器包括蜗杆驱动电机，蜗杆驱动电机的输出轴经联轴器与旋转杆固定连接。

本发明所述的柔性臂段单元中前柔盘、后柔盘之间的内端面上分别设有供弯曲弹簧卡接的弹簧固定座，弹簧固定座呈弧形并与前柔盘或后柔盘固定连接，弹簧固定座上设有弹簧固定孔。

本发明所述的关节滑块包括卡接部、滑动部、定位连接部，所述的卡接部的两侧分别设有滑动部，滑动部和卡接部上设有供关节转轴穿过的穿过孔，滑动部上固定连接有与伸缩弹簧卡接的定位连接部，卡接部卡在后固定座上的滑孔的外侧，保证关节滑块移动的稳定性。

本发明由于采用上述结构，具有臂尺寸小巧、运动灵活、被动顺应性好、灵活性高、惯量小、在空间狭窄、障碍复杂、结构密闭的空间环境中具有巨大的优势和潜力等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中驱动机构和引导机构的结构示意图。

图3是图1中绳索驱动器的结构示意图。

图4是图1中上下翻转臂段的局部结构示意图。

图5是图4中A部放大图。

图6是图1中左右翻转伸缩臂段的结构示意图。

图7是图6中前柔盘和后柔盘之间结构局部放大图。

图8是图7中后柔盘和后固定座的结构示意图。

图9是图8中A部关节滑块的局部放大图。

图10是图1中万向旋转臂段的结构示意图。

图11是图2中驱动机构体现蜗杆驱动器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种可伸缩的分段联动绳驱空间灵巧机械臂，其特征在于该机械臂包括驱动机构1、引导机构2、上下翻转臂段3、左右翻转伸缩臂段4和万向旋转臂段5，所述的驱动机构1依次与引导机构2、上下翻转臂段3、左右翻转伸缩臂段4和万向旋转臂段5连接，所述的驱动机构1内的驱动器分别作为上下翻转臂段3、左右翻转伸缩臂段4和万向旋转臂段5的驱动器，通过不同的驱动器带动上下翻转臂段3实现上下翻转功能、带动左右翻转伸缩臂段4实现左右翻转和伸缩的功能、带动万向旋转臂段5实现万向旋转的功能。

进一步，所述的驱动机构1包括绳索驱动器101、蜗杆驱动器102、后固定板103和前固定板104，所述的后固定板103和前固定板104之间经支撑杆105连接，所述的后固定板103和前固定板104之间设有绳索驱动器101和蜗杆驱动器102，绳索驱动器101或蜗杆驱动器102固定在后固定板103和前固定板104上，绳索驱动器101的驱动端分别与绳索6连接，绳索6经前固定板104上的圆孔穿出，蜗杆驱动器102的驱动端与旋转杆106连接，旋转杆106经前固定板上的通孔穿出。

进一步，所述的引导机构2包括并列的至少两个引导盘201，引导盘201由后方朝向前方并列，引导盘201由后侧朝向前方的直径逐渐降低，相邻的引导盘201之间经支撑杆105连接，引导盘201上分别设有供绳索和旋转杆106穿过的通孔。

进一步，所述的上下翻转臂段3包括至少两组蜗轮蜗杆臂段单元，所述的蜗轮蜗杆臂段单元包括第一支杆301、前蜗盘302、后蜗盘303、连接杆304、万向节联轴器305、蜗杆轴306、前支座307、后支座308、涡轮309、涡轮转轴310和涡轮销轴311，所述的第一支杆301与后蜗盘303垂直连接，后蜗盘303的中部侧面设有供旋转杆106或蜗杆轴306穿过的通孔，后蜗盘303的圆周外缘上设有绳索穿过的圆孔，所述的前支座307和后支座308呈U型，前支座307和后支座308的一端分别固定在前蜗盘302和后蜗盘303的内侧，前支座307和后支座308之间经涡轮转轴310转动连接，所述的前支座307或后支座308上设有涡轮销轴311，涡轮销轴311的两端分别与前支座307或后支座308和涡轮309连接，所述的涡轮309侧面设有蜗杆轴306，蜗杆轴306上设有与涡轮309啮合的螺纹段，所述的蜗杆轴306的一端经万向节联轴器305与经后蜗盘通孔伸进的旋转杆或连接杆304连接，蜗杆轴306的另一端穿过前蜗盘经万向节联轴器305与连接杆304连接。所述的蜗杆轴与后蜗盘之间经止推轴承312连接。

进一步，所述的左右翻转伸缩臂段4包括至少两组柔性臂段单元，所述的柔性臂段单元包括第二支杆401、前柔盘402、后柔盘403、弯曲弹簧404、伸缩弹簧405、关节滑块406、前固定座407和后固定座408，所述的第二支杆401与后柔盘403垂直连接，前柔盘402和后柔盘403的圆周边缘上设有供绳索穿过的圆孔，所述的前固定座407和后固定座408分别与前柔盘402和后柔盘403之间的内端面连接，前固定座407呈U型，后固定座408上设有滑孔，滑孔内设有伸缩弹簧405，前固定座407的U型臂之间设有关节转轴409，关节转轴409的两端分别穿过伸缩弹簧405上侧的后固定座408上的滑孔后与前固定座407的U型臂端部连接，绳索穿过每组的柔性臂段单元中的前柔盘402和后柔盘403后与最前端的柔性臂段单元中的前柔盘402内端面固定连接，通过绳索的拉伸实现弯曲弹簧404的弯曲和伸缩弹簧405的伸缩，供左右翻转伸缩臂段4的绳索6设有两条，两条绳索所在的平面与左右翻转伸缩臂段4左右翻转面垂直。

进一步，所述的万向旋转臂段5包括至少两组万向臂段单元，所述的单向臂段单元包括第三支杆501、前连接座502、后连接座503、前万向盘504、后万向盘505、万向节506，所述的后万向盘505的后端面连接第三支杆501，前万向盘504和后万向盘505之间的内侧面分别连接前连接座502和后连接座503，前连接座502和后连接座503之间经万向节506连接，前万向盘504和后万向盘505的边缘外侧设有供绳索穿过的圆孔，每组万向臂单元设有一组绳索，每组绳索均布在前万向盘504和后万向盘505的圆周方向，每组绳索的前端部与前万向盘504固定连接，所有万向臂段单元中的所有绳索组合在一起在一个圆周上均匀分布。

进一步，所述的驱动机构1中的后固定板103和前固定板104上固定滑移板107，滑移板107中部连接机械滑块108，所述的机械滑块108侧面经滑块驱动器109与滑轨116连接，滑块驱动器109带动机械滑块108前后移动，进而带动整个机械臂前后移动。

进一步，所述的绳索驱动器101包括绳索驱动电机110、丝杠支座111、绳索滑块112、丝母113、丝杠114和导轨115，所述的绳索驱动电机110的输出轴与丝杠114连接，丝杠114经轴承固定在丝杠114支座111上，丝杠114上套有丝母113，丝母113与绳索滑块112固定连接，绳索滑块112与导轨115限位滑动连接，绳索滑块112上设有L型支座117，L型支座117的水平边与绳索滑块112连接，L型支座的垂直边与绳索连接。

进一步，所述的蜗杆驱动器102包括蜗杆驱动电机，蜗杆驱动电机的输出轴经联轴器与旋转杆106固定连接。

进一步，所述的柔性臂段单元中前柔盘402、后柔盘403之间的内端面上分别设有供弯曲弹簧404卡接的弹簧固定座410，弹簧固定座410呈弧形并与前柔盘402或后柔盘403固定连接，弹簧固定座410上设有弹簧固定孔。

进一步，所述的关节滑块406包括卡接部411、滑动部412、定位连接部413，所述的卡接部411的两侧分别设有滑动部412，滑动部412和卡接部411上设有供关节转轴409穿过的穿过孔，滑动部412上固定连接有与伸缩弹簧405卡接的定位连接部413，卡接部411卡在后固定座408上的滑孔的外侧，保证关节滑块406移动的稳定性。

上述所述的上下翻转臂段3、左右翻转伸缩臂段4和万向旋转臂段5的直径小于74mm，能实现狭小空间内的操作，驱动机构后端和底端设有具有通用转接器，使其可以安装于刚性机械臂或水平滑台等上，以增加其工作空间、自由度和灵巧性，使绳驱空间灵巧机械臂可完成多种工作任务。

本发明的有益效果和优点在于：

1、本发明设计了一种可伸缩的分段联动绳驱空间灵巧机械臂，提升了绳驱超冗余机械臂的工作空间和顺应性、减少驱动单元数量，通过关节约束实现各臂段独立驱动和段内关节联动。

2、臂体部分为纯机械结构，电机、电线等器件密封于驱动箱中，使其可以在超低温、强辐射的太空环境中稳定的工作。臂体由多种不同驱动方式的臂段组成，采用驱动绳索和蜗轮蜗杆混合驱动的方式，解决了单一的绳索驱造成的控制难度大、系统非线性强的问题。

3、臂体部分为可伸缩同心细长结构，由三个臂段构成，具有十个转动自由度和三个移动自由度，仅需9个电机驱动。相比于其它绳驱机械臂，本发明的机械臂具有更丰富的运动副种类，不仅可实现弯曲运动，还可实现伸缩运动。每个臂段均有由若干关节组成，关节的数目可以根据作业环境的适当的增加或减少。增加蜗轮蜗杆臂段或柔性臂段的关节，会增加机械臂的工作空间和自由度，且驱动电机数量不需增多。

4、引导机构2具有良好的导向功能，可以减小绳索与机构间的摩擦阻力，降低绳索拉力在传递过程中的衰减。且导向器的零部件主要选用板材、杆件和标准滑轮加工而成，加工简单制造成本低。导向器中的滑轮组规格相同，可方便进行故障滑轮组的替换。

5、驱动机构1具有造价低、尺寸小、质量轻、方便拆装等特点，其主体支架部分主要由板件和杆件组成，更便于加工组装。驱动绳索通过丝杠114滑台带动进行直线伸缩运动，其运动平稳、精度高。此外，驱动箱内部的每个绳索伸缩器具有相同配置，便于故障绳索伸缩器的替换。

6、驱动机构后端和底端设有具有通用转接器，使其可以安装于刚性机械臂或水平滑台等上，以增加其工作空间、自由度和灵巧性，使绳驱空间灵巧机械臂可完成多种工作任务。

实施例

一种可伸缩的分段联动绳驱空间灵巧机械臂，该机械臂包括驱动机构1、引导机构2、上下翻转臂段3、左右翻转伸缩臂段4和万向旋转臂段5，所述的驱动机构1依次与引导机构2、上下翻转臂段3、左右翻转伸缩臂段4和万向旋转臂段5连接，所述的驱动机构1内的驱动器分别作为上下翻转臂段3、左右翻转伸缩臂段4和万向旋转臂段5的驱动器，通过不同的驱动器带动上下翻转臂段3实现上下翻转功能、带动左右翻转伸缩臂段4实现左右翻转和伸缩的功能、带动万向旋转臂段5实现万向旋转的功能。

所述的驱动机构1包括绳索驱动器101、蜗杆驱动器102、后固定板103和前固定板104，所述的后固定板和前固定板之间经支撑杆105连接，所述的后固定板和前固定板之间设有绳索驱动器101和蜗杆驱动器102，绳索驱动器或蜗杆驱动器102固定在后固定板或前固定板上，绳索驱动器101的驱动端分别与绳索6连接，绳索6经前固定板上的圆孔穿出，蜗杆驱动器102的驱动端与旋转杆106连接，旋转杆106经前固定板上的通孔穿出，上述所述的绳索驱动器101设有8个，其中6个绳索驱动器101均布在前固定板104和后固定板103的圆周上，另外2个绳索驱动器101对称布置在前固定板104和后固定板103内部的两侧，所述的蜗杆驱动器102设在绳索驱动器101内侧偏离前固定板104和后固定板103的轴线位置布置。

所述的绳索驱动器101包括绳索驱动电机110、丝杠114支座111、绳索滑块112、丝母113、丝杠114和导轨115，所述的绳索驱动电机110的输出轴与丝杠114连接，丝杠114经轴承固定在丝杠114支座111上，丝杠114上套有丝母113，丝母113与绳索滑块112固定连接，绳索滑块112与导轨115限位滑动连接，绳索滑块112上设有L型支座，L型支座的水平边与绳索滑块112连接，L型支座的垂直边经绳索锁扣7与绳索连接。

所述的蜗杆驱动器102包括蜗杆驱动电机，蜗杆驱动电机的输出轴经联轴器与旋转杆106固定连接。

所述的驱动机构1中的后固定板103和前固定板104上固定滑移板107，滑移板107中部连接机械滑块108，所述的机械滑块108侧面经滑块驱动器109与滑轨116连接，滑块驱动器109带动机械滑块108前后移动，进而带动整个机械臂前后移动。

所述的引导机构2包括并列的至少两个引导盘201，引导盘201由后方朝向前方并列，引导盘201由后侧朝向前方的直径逐渐降低，相邻的引导盘201之间经支撑杆105连接，引导盘201上分别设有供绳索穿过的圆孔和供旋转杆106穿过的通孔，所述的引导盘201设有两个，分为前引导盘201和后引导盘201，后引导盘201的一侧经支撑杆105连接在前固定板104上，后引导盘201的另一侧经支撑杆105连接在前引导盘201上，前固定板104、前引导盘201和后引导盘201上的供绳索穿过的圆孔上分别设有导向滑轮组202，通过导向滑轮组202夹住绳索，避免绳索摩擦断裂。

所述的上下翻转臂段3包括三组蜗轮蜗杆臂段单元，每组蜗轮蜗杆臂段单元包括第一支杆301、前蜗盘302、后蜗盘303、连接杆304、万向节联轴器305、蜗杆轴306、前支座307、后支座308、涡轮309、涡轮转轴310和涡轮销轴311，所述的第一支杆301与后蜗盘垂直连接，后蜗盘的中部侧面设有供旋转杆106或蜗杆轴306穿过的通孔，后蜗盘的圆周外缘上设有绳索穿过的圆孔，所述的前支座307和后支座308呈U型，前支座307和后支座308的一端分别固定在前蜗盘和后蜗盘的内侧，前支座307和后支座308之间经涡轮转轴310转动连接，所述的前支座307或后支座308上设有涡轮销轴311，涡轮销轴311的两端分别与前支座307或后支座308和涡轮309连接，所述的涡轮309侧面设有蜗杆轴306，蜗杆轴306上设有与涡轮309啮合的螺纹段，所述的蜗杆轴306的一端经万向节联轴器305与经后蜗盘通孔伸进的旋转轴或连接杆304连接，蜗杆轴306的另一端穿过前蜗盘经万向节联轴器305与连接杆304连接。

上述第一支杆301的前端与后蜗盘303连接，第一支杆301的后端与最前端的前引导盘201固定连接，前侧的蜗轮蜗杆臂段单元中的第一支杆301与后侧蜗轮蜗杆臂段单元中的前蜗盘302连接，实现相邻的蜗轮蜗杆臂段单元的相互连接，旋转轴穿过引导机构2的通孔后再穿过蜗轮蜗杆臂段单元中的后蜗盘303上的通孔经万向节联轴器305与蜗杆轴306连接，蜗杆轴306再经过万向节联轴器305与连接杆304连接，最前端的蜗轮蜗杆臂段单元的蜗杆轴306不与连接杆304连接

所述的左右翻转伸缩臂段4包括三组柔性臂段单元，每组柔性臂段单元包括第二支杆401、前柔盘402、后柔盘403、弯曲弹簧404、伸缩弹簧405、关节滑块406、前固定座407和后固定座408，所述的第二支杆401与后柔盘403垂直连接，前柔盘402和后柔盘403的圆周边缘上设有供绳索穿过的圆孔，所述的前固定座407和后固定座408分别与前柔盘402和后柔盘403之间的内端面连接，前固定座407呈U型，后固定座408上设有滑孔，滑孔内设有伸缩弹簧405，前固定座407的U型臂之间设有关节转轴409，关节转轴409的两端分别穿过伸缩弹簧405上侧的后固定座408上的滑孔后与前固定座407的U型臂端部连接，绳索穿过每组的柔性臂段单元中的前柔盘402和后柔盘403后与最前端的柔性臂段单元中的前柔盘402内端面固定连接，通过绳索的拉伸实现弯曲弹簧404的弯曲和伸缩弹簧405的伸缩，供左右翻转伸缩臂段4的绳索设有两条，两条绳索所在的平面与左右翻转伸缩臂段4左右翻转面垂直。

所述的柔性臂段单元中前柔盘402、后柔盘403之间的内端面上分别设有供弯曲弹簧404卡接的弹簧固定座410，弹簧固定座410呈弧形并与前柔盘402或后柔盘403固定连接，弹簧固定座410上设有弹簧固定孔。

所述的关节滑块406包括卡接部411、滑动部412、定位连接部413，所述的卡接部411的两侧分别设有滑动部412，滑动部412和卡接部411上设有供关节转轴409穿过的穿过孔，滑动部412上固定连接有与伸缩弹簧405卡接的定位连接部413，卡接部411卡在后固定座408上的滑孔的外侧，保证关节滑块406移动的稳定性。

上述最后侧的一组柔性臂段单元的第一支杆301与最前端的蜗轮蜗杆臂段单元中的前蜗盘302固定连接，最前端的一组柔性臂段单元中的前蜗盘302的后侧面上固定两个绳索锁扣7，两个伸缩锁扣分别与对称布置在前固定板104和后固定板103内部两侧的绳索驱动器101引出的绳索端部固定连接。

所述的万向旋转臂段5包括二组万向臂段单元，每组单向臂段单元包括第三支杆501、前连接座502、后连接座503、前万向盘504、后万向盘505、万向节506，所述的后万向盘505的后端面连接第三支杆501，前万向盘504和后万向盘505之间的内侧面分别连接前连接座502和后连接座503，前连接座502和后连接座503之间经万向节506连接，前万向盘504和后万向盘505的边缘外侧设有供绳索穿过的圆孔，每组万向臂单元设有一组绳索，每组绳索均布在前万向盘504和后万向盘505的圆周方向，每组绳索的前端部与前万向盘504固定连接，所有万向臂段单元中的所有绳索组合在一起在一个圆周上均匀分布。

上述后侧的万向臂段单元中的第三支杆501的前端与后万向盘505连接，第三支杆501的后端与最前端的柔性臂段单元的前蜗盘302连接，每组万向臂段单元中的前万向盘504的内侧面上分别均布设有3个绳索锁扣7，均布在前固定板104和后固定板103的圆周上的6个绳索驱动器101中的3个绳索驱动器101引出的绳索与后侧的柔性臂段单元的前蜗盘302中的绳索锁扣7连接，另外3个绳索驱动器101引出的三个绳索与前侧的柔性臂段单元的前蜗盘302中的绳索锁扣7连接。

本发明在使用时，通过蜗杆驱动器102中的蜗杆驱动电机旋转带动上下翻转臂段3的上下方向的翻转，通过2个绳索驱动器101中的绳索驱动电机110带动左右翻转伸缩臂段4的左右翻转和伸缩动作，通过6个绳索驱动器101中的绳索驱动电机110带动万向旋转臂段5的万向旋转，

该空间灵巧机械臂臂体是一种冗余自由度欠驱动柔性机械臂，具有13个自由度，由三个各具独特性能的臂段依次串联而成，臂段内相邻的单元之间通过支杆进行连接并采用联动机构进行耦合运动，使得其单元的关节间能实现同向的运动，并且使得该臂段处于完全约束状态下。三个臂段从驱动机构1至末端依次为上下翻转臂段3、左右翻转伸缩臂段4和万向旋转臂段5：上下翻转臂段3具有更高的承载能力和运动精度，处于始端位置经导向机构连接于驱动机构1；左右翻转伸缩臂段4具有良好的被动适应性，每个单元关节具有一个转动自由度和一个移动自由度；万向旋转臂段5处于机械臂末端，其尺寸小巧、重量较轻、运动精度更高、可控性更好，各单元关节可实现独立控制，本发明提高了机械臂的被动适应性、灵巧性，使其可同时完成弯曲和伸缩运动；同时，克服了电机数目多、箱体尺寸大、驱动系统复杂、制造成本高、控制难度大等缺点。