[發明專利]一種可控多自由度機械手

有效

• 申請號: 201310692771.7
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103722552A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 蔡敢為;胥剛;張林;高德中;于騰;呂姍姍;丁侃
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/02;B25J9/06;B25J9/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別是一種可控多自由度機械手。

背景技術

傳統的串聯機器人具有結構簡單、成本低、工作空間大等優點，相對而言串聯機器人剛度低，不能應用于高速，大承載的場合；并聯機器人和傳統的串聯機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結構緊湊、承載能力大、剛度高且末端執行器慣性小等特點，驅動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態響應好；但是并聯機器人的明顯缺點是工作空間小和結構復雜。工程上現有的帶有局部閉鏈的操作機如MOTOMAN-K10并沒有解決工業機器人存在的問題，而含有對稱機構式的閉環子鏈的并聯機器人的性能比一般的并聯機構更加優越，具有工作空間大、剛度高、承載能力強、慣量小和末端執行器精度高等優點，能應用在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業中，有效的的提高勞動效率，在產品質量和穩定性方面有很大提高。采用圓柱坐標型和關節坐標型的機械手能有效而快捷的對末端機構進行控制，并且這種機構結構剛度好、機械傳動精度高、工作空間大、機械傳動損耗小、無累積誤差能輸出較大的動力，具有有良好的控制功能。此含并聯閉環子鏈的機器人采用間接驅動方式，還能有效的減小驅動關節所需要的力矩。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可控多自由度機械手，解決傳統串聯機器人關于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：一種可控多自由度機械手，其結構和連接方式為：

所述執行機構鏈由機身2、第一連桿3、第二連桿6、第三連桿21、第四連桿18、第五連桿16、第六連桿9、第七連桿15、第八連桿11、第九連桿12、第十連桿19、第十一連桿22、第十二連桿24、末端執行器25及機架1連接而成，機身2第一個連接端26通過第一轉動副26連接在機架1上，機身2通過第一轉動副26驅動，第一轉動副26通過電機驅動，機身2第二個連接端27通過第二轉動副27與第一連桿3一端連接，第一連桿3通過第二轉動副27驅動，第一連桿3另一端通過第三轉動副4與第二連桿6第一個連接端4連接，第二連桿6第二個連接端5通過第四轉動副5與第三連桿21一端連接，第三連桿21另一端通過第五轉動副20與第四連桿18一端連接，第四連桿18另一端通過第六轉動副17與第五連桿16第三個連接端17連接，第一連桿3第三個連接端7通過第七轉動副7與第五連桿16第一個連接端7連接，機身2第三個連接端19通過第八轉動副19與第五連桿16第二個連接端19連接，第五連桿16第四個連接端30通過第九轉動副30與第六連桿9第一個連接端30連接，第六連桿9第二個連接端8通過第十轉動副8與第八連桿11連接，第八連桿11另一端通過第十一轉動副13與第七連桿15第二個連接端13連接，第六連桿9第三個連接端10通過第十二轉動副10與第九連桿12一端連接，第九連桿12另一端通過第十三轉動副14與第七連桿15第三個連接14連接，第七連桿15第一個連接端32通過第十四轉動副32與第五連桿16第五個連接端32連接，第七連桿17第四個連接端19通過剛性連接與第十連桿19一端連接，第十連桿19另一端通過第十五轉動副33與第十一連桿22一端連接，第十一連桿22通過第十五轉動副33驅動，第十五轉動副33通過電機驅動，第十一連桿22另一端通過第十六轉動副23與第十二連桿24一端連接，第十二連桿24通過第十六轉動副23驅動，第十六轉動副23通過電機驅動，第十二連桿24另一端通過第十七轉動副34與末端執行器25連接，末端執行器25通過第十七轉動副34驅動，第十七轉動副34通過電機驅動，

所述第一轉動副垂直于機架，第二轉動副、第三轉動副、第四轉動副、第五轉動副、第六轉動副、第七轉動副、第八轉動副、第九轉動副、第十轉動副、第十一轉動副、第十二轉動副和第十三轉動副旋轉軸線相互平行。

本發明的突出優點在于：

1、通過兩個并聯閉環子鏈，提高了機器人機構的剛度，并且閉環子鏈機構式的設計大大提高機器人的工作空間，能避免機構的死點位置，微調裝置能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構更好的保持平衡；

2、與傳統的電機是安裝在每個關節處的工業機器人相比，機構通過兩個并聯閉環子鏈連接的機器人的電機是安裝在四桿機構關節上，通過四桿機構上的運動副驅動閉環鏈運動，從而間接驅動末端連桿，使末端執行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；

3、與同類型的機器人機構相比較，相同功率下做的功更多；