[發明專利]具有架式延伸臂的機械手

有效

• 申請號: 201110372966.4
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102490174A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 馬振書;卞學良;孫華剛;杜峰坡;羅磊;張攀峰;郝建濱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總裝備部軍械技術研究所
• 主分類號: B25J9/04
• 分類號: B25J9/04;B25J18/04;B25J15/08
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 胡澎

技術領域

本發明涉及一種機械手，具體地說是一種具有架式延伸臂的機械手。

背景技術

在工業、國防、醫學、治安等諸多領域，機器人已經得到了越來越廣泛的應用。機器人可以代替人類完成各種危險、復雜甚至不勝任的工作，如排爆、焊接、處理有毒化學品等。在機器人的整個系統中，機械手是關乎其使用性能的一個關鍵部分。

當前國內外同類機器人的機械手多是采用電力或液壓驅動，其結構比較復雜，體積較大，抓取重量普遍偏小，作業幅度和范圍也受到一定的局限，而且高性能的機械手的造價都比較昂貴，并存在有拆裝維修困難等缺陷。

發明內容

本發明的目的就是提供一種架式延伸臂的機械手，以解決現有高性能機械手結構復雜、抓取重量小、以及作業幅度和范圍受限的問題。

本發明是這樣實現的：一種具有架式延伸臂的機械手，包括支撐臂，抬腕機構，轉腕機構和抓放機構，其特征是，

所述抬腕機構是在所述支撐臂上鉸接有伸縮桿，所述伸縮桿的后端接伸縮桿驅動機構，所述伸縮桿的前端通過鉸接的第一連桿接腕部基座，所述腕部基座鉸接在所述支撐臂的前端；

所述轉腕機構是在所述腕部基座上固定有轉腕控制電機，在所述轉腕控制電機的轉軸上接有主動齒輪，所述主動齒輪與所述連軸齒輪相嚙合，所述連軸齒輪的后套管通過軸承安裝在所述腕部基座的套管內；?

所述抓放機構是在所述連軸齒輪的后套管中穿接并固定有抓放控制電機，所述抓放控制電機的轉軸通過聯軸器與絲杠對接，在所述絲杠上旋接有螺母；在所述連軸齒輪的前端面固定有連接盤，在所述連接盤上鉸接有兩個位置相對的手指機構，在每個所述手指機構與所述螺母之間分別鉸接有拉動手指機構開合的第二連桿。

本發明機械手中的支撐臂為機械手的架式延伸臂，以使機械手能夠深入到較遠的工作區域。所述抬腕機構中的伸縮桿驅動機構用于控制伸縮桿的伸長和回縮量，并通過與伸縮桿聯動的第一連桿拉動腕部基座進行一定角度內的俯仰運動，由此實現本機械手的抬腕動作。所述轉腕機構中的轉腕控制電機驅動主動齒輪帶動連軸齒輪在腕部基座上回轉，并帶動安裝手指機構的連接盤一道轉動，由此實現本機械手的轉腕動作。所述抓放機構中的抓放控制電機驅動絲杠旋轉，通過螺母在絲杠上的前后位置變換，帶動連接盤上的手指機構實現本機械手的手指開合動作。

本發明中的所述伸縮桿驅動機構為直流有刷伺服電機或液壓油缸。

本發明中的所述手指機構是在指桿后端的折臂上分別鉸接有并行的第一支撐連接桿和第二支撐連接桿，所述第一支撐連接桿和第二支撐連接桿的后端分別鉸接在所述連接盤上，所述第二連桿與所述第一支撐連接桿相鉸接。

本發明機械手通過對機械手手腕部分的俯仰運動和旋轉運動的分別控制，可以使機械手靈活地實現類似于人類手腕的俯仰和旋轉運動，并可使機械手的手指機構中的指桿精確地處于所要求的各種空間位置和工作姿態，在較大的空間范圍內實現比較復雜的抓取動作，作業幅度寬，范圍大。抓放機構通過精密絲杠螺母副的配合控制，使得機械手的手指機構的握緊力大，抓取動作平穩、準確，抓取重量大，且持續性好。

本發明機械手結構簡單、緊湊，微調性能好，動作穩定且控制精度高，機械手的抓取力矩大，平穩性好，適用范圍廣，且拆裝維修方便。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明手腕部分的局部放大圖。

圖中：1、支撐臂，2、轉腕控制電機，3、抓放控制電機，5、腕部基座，7、軸承，8、連軸齒輪，9、第一連桿，10、第二連桿，11、螺母，12、主動齒輪，13、連接盤，14、絲杠，15、指桿，16、第一支撐連接桿，17、第二支撐連接桿，18、伸縮桿，19、伸縮桿驅動機構。

具體實施方式

本發明機械手包括支撐臂、抬腕機構、轉腕機構和抓放機構等部分。?

如圖1所示，本機械手的抬腕機構是在支撐臂1上鉸接一根伸縮桿18，伸縮桿驅動機構19接在伸縮桿18的后端，伸縮桿18的前端鉸接第一連桿9，第一連桿9的另一端接在腕部基座5上，腕部基座5通過銷軸鉸接在支撐臂1的前端。伸縮桿驅動機構19采用的是直流有刷伺服電機，通過電機旋轉，控制伸縮桿18的伸出和回縮量，并通過聯動的第一連桿9拉動腕部基座5，實現腕部在一定角度內的俯仰運動。