[發明專利]一種氣動助力機械手

無效

• 申請號: 201310459638.7
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103522288A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王三祥;林胡稷
• 申請（專利權）人: 鹽城市昱博自動化設備有限公司
• 主分類號: B25J9/14
• 分類號: B25J9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械領域的一種機械手，特別是一種氣動助力機械手。

背景技術

改革開放以來，國民經濟快速增長，科技創新、自主創新已成為國內工業發展的主流，我國工業正逐步向集約型、節能減排、低碳的方向發展。在工業生產中，人們經常要在高溫、腐蝕及有毒氣體等存在有害物質的環境下工作，增加了工人的勞動強度，危及到工人的生命安全。由于機械手為物料上下線和生產物品組裝提供極理想的助力搬運和組裝工具，可完成重物抓取、搬運、翻轉、對接、微調角度等三維空間移載動作，因而得到廣泛應用。國內現有技術一般采用電控驅動、液壓驅動或氣壓控制，主要進行開關數字量檢測和控制，多路模擬信號數據采集和分析的能力較差，處理速度慢，通信方式固定單一，難以適應多傳感技術和智能化分析處理的需要，且這些產品在可移動、場地適應、安裝靈活性、傳感檢測和智能分析控制等方面均存在一定的缺陷。科研單位與企業的技術人員在不斷地探索、研究，希望研制出一種操作方便、性能優越的機械手，雖然取得了一定的進展，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于克服以上不足，提供一種氣動助力機械手，該機械手結構簡單、易實現無級調速、過載保護以及復雜的動作。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：含有機架、氣動肌肉、肩關節I、肩關節II、機架臂、肩關節III、大臂、肘關節、小臂、腕關節、氣爪，氣動機械手主要由起固定支撐作用的機架、機械臂和氣爪三部分組成，肩關節I與肩關節II連接，肩關節III與肩關節II連接，肩關節III與肘關節之間設有大臂，肘關節和腕關節之間設有小臂，腕關節上連接氣爪，驅動肩關節I的運動有2根氣動肌肉組成，機架臂有4根氣動肌肉組成，大臂上安裝有4根氣動肌肉，小臂上安裝有4根氣動肌肉。

本發明所采用的技術原理是：該氣動機械手能夠實現4個自由度，由于機構運動確定，因此，機構的自由度等于機構的原動件數目，此機構有4個原動件，因此可有4個自由度的運動，其各自的自由度的驅動全部由氣動肌肉來實現。最前端的氣爪抓取物品，通過氣動肌肉的驅動實現各自關節的轉動，使物品在空間內運動，根據合理的控制，最終實現機械手的動作要求。驅動肩關節I的運動有2根氣動肌肉組成，機架臂有4根氣動肌肉組成，大臂上安裝有4根氣動肌肉，小臂上安裝有4根氣動肌肉。在氣動機械手設計中，有4個自由度，相當于4個獨立的關節，每個關節的驅動原理都是相同的，即由一對相當于人類拮抗的氣動肌肉相互之間的對抗作用來驅動關節。這種方式驅動的關節，其剛度和兩個肌肉的壓力之和有關，而其位置則和2個肌肉的壓力差有關，因此可以實現關節位置和剛度的獨立控制。

本發明有益效果是：該機械手結構簡單、易實現無級調速、過載保護以及復雜的動作，提高了產品的安全性和自動化水平。

附圖說明

下面是結合附圖和實施例對本發明進一步描述：

圖中是一種氣動助力機械手。

在圖中，1機架、2氣動肌肉、3肩關節I、4肩關節II、5機架臂、6肩關節III、7大臂、8肘關節、9小臂、10腕關節、11氣爪。

具體實施方式

在圖中，含有機架1、氣動肌肉2、肩關節I3、肩關節II4、機架臂5、肩關節III6、大臂7、肘關節8、小臂9、腕關節10、氣爪11，氣動機械手主要由起固定支撐作用的機架1、機械臂5和氣爪11三部分組成，肩關節I3與肩關節II4連接，肩關節III6與肩關節II4連接，肩關節III6與肘關節8之間設有大臂7，肘關節8和腕關節10之間設有小臂9，腕關節10上連接氣爪11，驅動肩關節I3的運動有2根氣動肌肉2組成，機架臂5有4根氣動肌肉2組成，大臂7上安裝有4根氣動肌肉2，小臂9上安裝有4根氣動肌肉2。

該氣動機械手能夠實現4個自由度，由于機構運動確定，因此，機構的自由度等于機構的原動件數目，此機構有4個原動件，因此可有4個自由度的運動，其各自的自由度的驅動全部由氣動肌肉2來實現。最前端的氣爪11抓取物品，通過氣動肌肉2的驅動實現各自關節的轉動，使物品在空間內運動，根據合理的控制，最終實現機械手的動作要求。驅動肩關節I3的運動有2根氣動肌肉2組成，機架臂5有4根氣動肌肉2組成，大臂7上安裝有4根氣動肌肉2，小臂9上安裝有4根氣動肌肉2。在氣動機械手設計中，有4個自由度，相當于4個獨立的關節，每個關節的驅動原理都是相同的，即由一對相當于人類拮抗的氣動肌肉2相互之間的對抗作用來驅動關節。這種方式驅動的關節，其剛度和兩個肌肉的壓力之和有關，而其位置則和2個肌肉的壓力差有關，因此可以實現關節位置和剛度的獨立控制。