[發明專利]可定位補償的精密重載機械手

有效

• 申請號: 201310746541.4
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103753526A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 羅天洪;馬翔宇;董紹江;朱孫科;陳才;劉淼;張劍
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/06;B25J15/08;B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種自動化機械部件，尤其涉及一種可定位補償的精密重載機械手。

背景技術

機械手臂作為重要制造裝備中較為主要的關鍵裝備而被廣泛研究，主要應用于，主要應用于汽車、船舶、艦艇、飛機、衛星、火箭、宇宙飛船、大型機床、大型生產線與設備組以及鋼鐵冶金等行業。然而，在某些特殊的應用場合，對工業機械手的定位精度和承載能力提出了更高的要求。在一定的程度上，機械手的運動精度直接決定著作業的水平及質量。

現有技術中，在重載的工作環境下，機械手由于大都采用液壓驅動的方式，加上傳動鏈和配合部件的影響，其運行的精度很難得到保證；在機械手采用多自由度的情況下，如果對機械手的精度提出更高的要求，則會限制自由度方面的發展。

因此需要一種可定位補償的精密重載機械手，使得機械手能夠在重載的情況下，實現更為精密的運動，進而適應對精度要求更高的工作環境中。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種可定位補償的精密重載機械手，使得機械手能夠在重載的情況下，實現更為精密的運動，進而適應對精度要求更高的工作環境中。

本發明的可定位補償的精密重載機械手，包括動力裝置、基座、手臂總成、手腕總成、柔性手和自動控制系統，所述手臂總成包括下臂總成、中臂總成和上臂總成；

所述手腕總成包括手腕輸入軸、主動錐齒輪、從動錐齒輪、第一擺動液壓缸、第二擺動液壓缸和腕關節組件，所述從動錐齒輪與所述主動錐齒輪嚙合傳動配合，所述第一擺動液壓缸缸體與手腕輸入軸的輸出端傳動配合，所述第二擺動液壓缸缸體與從動錐齒輪的動力軸傳動配合，所述腕關節組件包括第一連桿機構、第二連桿機構和手腕輸出軸，所述第一連桿機構和所述第二連桿機構均與所述手腕輸出軸鉸接，所述第一擺動液壓缸的動力輸出軸和所述第二擺動液壓缸的動力輸出軸一一對應與第一連桿機構和第二連桿機構相連接形成平面連桿結構，所述第一擺動液壓缸的動力輸出軸和所述第二擺動液壓缸的動力輸出軸均為電主軸；

所述柔性手包括連接于手腕總成的手指座和至少兩個柔性機械手指以及用于驅動機械柔性手指抓放的驅動部分，所述柔性機械手指至少包括依次鉸接的三個指節，每一所述指節均由驅動部分驅動并繞與相鄰指節的鉸接處轉動；

所述自動控制系統包括：

位置傳感器，設置于中臂總成和上臂總成內部，用于檢測中臂總成和上臂總成的俯仰角度；

視覺傳感器，設置于手腕總成的上方，用于檢測物體的空間位置、姿態，并監視機械手的工作狀態；

觸覺傳感器，設置于柔性機械手指內表面，用于主動獲取物體的更為完整的信息，并監視機械手的工作狀態；

力覺傳感器，設置于柔性機械手指指節的夾持面內部，用于檢測每個指節的夾持壓力，并監視機械手的工作狀態；

中央控制器，接收并綜合處理位置傳感器、視覺傳感器、觸覺傳感器和力覺傳感器反饋的信息，并向它們所屬的控制系統發出命令信號。

進一步，所述驅動部分包括手指握緊驅動拉索、手指放松驅動拉索和分別用于驅動所述手指握緊驅動索和手指放松驅動索的驅動電機Ⅰ和驅動電機Ⅱ，所述手指握緊驅動拉索和所述手指放松驅動拉索對應兩個柔性機械手指各設置兩條，所述手指握緊驅動拉索依次繞過設置于相鄰指節鉸接處的手指握緊驅動拉索纏繞輪并用于驅動柔性機械手指握緊，所述手指放松驅動拉索依次繞過設置于相鄰指節鉸接處的手指放松驅動拉索纏繞輪并用于驅動柔性機械手指放松，所述手指握緊驅動拉索纏繞輪和所述手指放松驅動拉索纏繞輪同軸設置。

進一步，手指握緊驅動拉索纏繞輪包括主動輪和被動輪，所述主動輪直徑小于所述被動輪直徑，所述手指握緊驅動拉索經主動輪帶動所述被動輪，所述被動輪上開設螺旋槽，所述手指握緊驅動拉索在被動輪的螺旋槽內以多圈纏繞的方式設置。

進一步，手指握緊驅動拉索通過與驅動電機Ⅰ動力輸出端傳動連接的皮帶輪Ⅰ驅動，手指放松驅動拉索通過與和驅動電機Ⅱ動力輸出端傳動連接的皮帶輪Ⅱ驅動，所述手指放松驅動拉索和所述手指握緊驅動拉索上均設置有碟簧張緊裝置。

進一步，手指握緊驅動拉索纏繞輪和手指放松驅動拉索纏繞輪在指節鉸接處均并列設置兩個。

進一步，所述驅動電機Ⅰ上設置有用于使驅動電機Ⅰ持續運轉拉緊手指握緊驅動拉索的自鎖式接觸器。