專(zhuān)利名稱：?jiǎn)巫杂啥炔⒙?lián)四桿機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于抓持的機(jī)械手裝置。
(二)
背景技術(shù)：
目前，在機(jī)器人領(lǐng)域，大多數(shù)機(jī)械手均是針對(duì)具體對(duì)象，采用經(jīng)典的鉗子結(jié)構(gòu)的機(jī)械手。鉗子式機(jī)械手手爪抓取范圍小，對(duì)不同形狀對(duì)象的適應(yīng)能力差。且對(duì)于具有不規(guī)則曲面的對(duì)象抓取能力更差。而且傳統(tǒng)的機(jī)械手常常不具備自鎖能
力，抓取大質(zhì)量大目標(biāo)物體不夠穩(wěn)定，且不能通過(guò)機(jī)械手本身定位，對(duì)機(jī)器人本體定位精度要求較高，這樣就增加了本體機(jī)器人的控制難度。
通過(guò)檢索中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)、中國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)、歐洲專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)、美國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)等可以看出，國(guó)內(nèi)外關(guān)于機(jī)械手的論文或報(bào)道有很多，但是多數(shù)是建立在原有機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的分析說(shuō)明。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能偶實(shí)現(xiàn)對(duì)不同形狀、體積、質(zhì)量的對(duì)象的抓取的單自由度并聯(lián)四桿機(jī)械手。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的由導(dǎo)桿搖桿抓持機(jī)構(gòu)、搖桿彈簧抓持機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)架五部分構(gòu)成，導(dǎo)桿搖桿抓持機(jī)構(gòu)包括前爪19、后爪14，
搖桿彈簧抓持機(jī)構(gòu)包括左側(cè)爪16和右側(cè)爪17，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿18和上支架6、下支架12，驅(qū)動(dòng)裝置包括絲杠8、電機(jī)IO。前爪19與上支架6之間由前爪連桿1連接，各連接點(diǎn)均采用鉸接。前爪19與導(dǎo)桿18間的連接亦采用鉸接，后爪14與下支架12由后爪連桿15連接，各連接點(diǎn)均采用鉸接，后爪14與導(dǎo)桿18間采用鉸接，左側(cè)爪16與右側(cè)爪17的中部由拉簧34連接，鋼繩33的中部與導(dǎo)桿18固定連接，鋼繩33穿過(guò)支線桿30后其連個(gè)端點(diǎn)分別與左側(cè)爪16與右側(cè)爪17的中部固定連接。左側(cè)爪16與右側(cè)爪17的末端與長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸2鉸接在一起，長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸2通過(guò)軸固定桿3、固定角鐵4與上支架6固定連接在一起。上支架6與下支架12間通過(guò)中固定桿7和后固定桿11固定連接。絲杠螺母S與電機(jī)10由電機(jī)支座9固定連接在上支架6和下支架12之間。導(dǎo)桿18與上支架6和下支架12間有一定的間隙，可保證導(dǎo)桿沿軸向自由移動(dòng)。
電機(jī)10帶動(dòng)絲桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿18的直線運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)使前爪19、后爪14、左側(cè)爪16、右側(cè)爪17運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抓取動(dòng)作。改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手爪的開(kāi)合。本發(fā)明的有益效果是-
(1) 四爪抓取、抓取力量大，絲杠驅(qū)動(dòng)能夠自鎖，抓取可靠；
(2) 單驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單；
(3) 采用四桿機(jī)構(gòu)和絲杠機(jī)構(gòu)，降低對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩要求；
(4) 能夠抓取方塊、圓球、圓柱、三棱柱以及多種不規(guī)則形狀物體；
(5) 抓取物體尺寸范圍大。

圖1是單自由度并聯(lián)四桿機(jī)械手主視圖。圖2是單自由度并聯(lián)四桿機(jī)械手俯視圖。圖3是單自由度并聯(lián)四桿機(jī)械手右視圖。
(五)具體實(shí)施方案
下面結(jié)合附圖闡述本機(jī)械手的具體實(shí)施方法
單自由度并聯(lián)四桿機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3所示，電機(jī)10與絲杠8通過(guò)螺栓13相連。電機(jī)10順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)將電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成傳動(dòng)螺母27直線向左運(yùn)動(dòng)。從而推動(dòng)導(dǎo)桿18向左做直線運(yùn)動(dòng)。由四桿運(yùn)動(dòng)原理，如圖1所示，導(dǎo)桿18的向左運(yùn)動(dòng)使前爪19和后爪14張開(kāi),前后爪最大張幅為400mm。同時(shí)，導(dǎo)桿18的運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)了鋼繩33,左側(cè)爪16和右側(cè)爪17在鋼繩33的拉動(dòng)下向外張開(kāi)，最大張幅為255mm。反之，當(dāng)電機(jī)10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)桿18向右運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)前爪19和后爪14閉合，前后爪提供主要的抓持力。導(dǎo)桿18向右運(yùn)動(dòng)，放松了鋼繩33，左側(cè)爪16和右側(cè)爪17在拉簧34作用力下閉合，兩側(cè)爪起到輔助抓持的作用，使機(jī)械手在工作抓持時(shí)更加穩(wěn)定。前爪19、后爪14、左側(cè)爪16、右側(cè)爪17上的爪片32具有一定的彈性，這樣可增加抓持力，且增大手爪和被抓對(duì)象的接觸面積，保證抓持動(dòng)作更加穩(wěn)定。其中電機(jī)10的尾部裝有編碼器，從而可以精確控制機(jī)械手爪的位置，使機(jī)械手工作更加高效。
權(quán)利要求
1、一種單自由度并聯(lián)四桿機(jī)械手，由導(dǎo)桿搖桿抓持機(jī)構(gòu)、搖桿彈簧抓持機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)架五部分構(gòu)成；其特征是導(dǎo)桿搖桿抓持機(jī)構(gòu)包括前爪(19)和后爪(14)，搖桿彈簧抓持機(jī)構(gòu)包括左側(cè)爪(16)和右側(cè)爪(17)，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿(18)、上支架(6)和下支架(12)，驅(qū)動(dòng)裝置包括絲杠螺母(8)和電機(jī)(10)；前爪(19)與上支架(6)之間由前爪連桿(1)連接，各連接點(diǎn)均采用鉸接；前爪(19)與導(dǎo)桿(18)間的連接亦采用鉸接，后爪(14)與下支架(12)由后爪連桿(15)連接，各連接點(diǎn)均采用鉸接，后爪(14)與導(dǎo)桿(18)間采用鉸接，左側(cè)爪(16)與右側(cè)爪(17)的中部由拉簧(34)連接，鋼繩(33)的中部與導(dǎo)桿(18)固定連接，鋼繩(33)穿過(guò)支線桿(30)后其連個(gè)端點(diǎn)分別與左側(cè)爪(16)與右側(cè)爪(17)的中部固定連接；左側(cè)爪(16)與右側(cè)爪(17)的末端與長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸(2)鉸接在一起，長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸(2)通過(guò)軸固定桿(3)、固定角鐵(4)與上支架(6)固定連接在一起；上支架(6)與下支架(12)間通過(guò)中固定桿(7)和后固定桿(11)固定連接；絲杠螺母(8)與電機(jī)(10)由電機(jī)支座(9)固定連接在上支架(6)和下支架(12)之間；導(dǎo)桿(18)與上支架(6)和下支架(12)間有一定的間隙。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單自由度并聯(lián)四桿機(jī)械手。其主體結(jié)構(gòu)包括由導(dǎo)桿搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的前爪和后爪、由搖桿彈簧機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的側(cè)爪、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)架。本機(jī)械手利用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)在一起的兩組導(dǎo)桿搖桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同形狀、體積、質(zhì)量的物體的抓取。其優(yōu)點(diǎn)為絲杠驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖，抓取可靠；單驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單；四桿機(jī)構(gòu)和絲杠機(jī)構(gòu)有力的放大作用，降低對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩要求；能夠抓取方塊、圓球、圓柱、三棱柱以及多種不規(guī)則形狀物體；抓取物體尺寸范圍大。
文檔編號(hào)B25J15/02GK101596716SQ200910072428
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者卿智忠, 宮含洋, 李天成, 楊萬(wàn)輝, 許俊偉, 郭軍禮, 陳東良 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)