[發(fā)明專利]一種全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610353370.2
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN107433582B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉旺;理中強(qiáng);王東東;王福華;張凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J15/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

1.一種全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂，其特征在于，包括控制系統(tǒng)、支撐板Ⅰ(11)、柔性臂、支撐板Ⅱ(21)及機(jī)械手，其中控制系統(tǒng)的上方設(shè)有支撐板Ⅰ(11)，所述柔性臂設(shè)置于所述支撐板Ⅰ(11)上，所述柔性臂的上端設(shè)有支撐板Ⅱ(21)，所述機(jī)械手設(shè)置于所述支撐板Ⅱ(21)上，所述柔性臂通過控制系統(tǒng)的驅(qū)動進(jìn)行伸展、收縮或彎曲，從而使所述機(jī)械手達(dá)到預(yù)期位置；

所述柔性臂包括變剪桿機(jī)構(gòu)和共面機(jī)構(gòu)，其中變剪桿機(jī)構(gòu)為由三組變剪桿機(jī)構(gòu)單元連接成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，三組所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)相同，均包括由上至下依次鉸接的多個變剪叉組件，位于底端的變剪叉組件與所述控制系統(tǒng)連接，所述變剪叉組件包括剪桿Ⅰ(13)、銷(14)及剪桿Ⅱ(18)，其中剪桿Ⅰ(13)和剪桿Ⅱ(18)通過銷(14)鉸接成X型結(jié)構(gòu)的剪叉組件，所述銷(14)容置于所述剪桿Ⅰ(13)和剪桿Ⅱ(18)上沿長度方向設(shè)有的條形槽中，三組所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)中，相對應(yīng)的所述變剪叉組件中的銷(14)通過一個所述共面機(jī)構(gòu)連接，所述共面機(jī)構(gòu)使與其連接的三個銷(14)保持共面；

所述共面機(jī)構(gòu)包括共面板及連桿Ⅰ(16)，其中共面板為中空結(jié)構(gòu)，該中空結(jié)構(gòu)上沿周向布設(shè)有三個開口，所述連桿Ⅰ(16)為三個，三個所述連桿Ⅰ(16)分別插設(shè)于三個所述開口內(nèi)、并且與所述共面板滑動連接，三個所述連桿Ⅰ(16)位于所述共面板外側(cè)的一端分別與相對應(yīng)的銷(14)鉸接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂，其特征在于，所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元中，相鄰兩個變剪叉組件之間及所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元的上、下端均設(shè)有滑桿(10)，所述變剪叉組件中的剪桿Ⅰ(13)和剪桿Ⅱ(18)的兩端分別通過鉸鏈與滑桿(10)連接，所述滑桿(10)的一端與鉸鏈定位連接，另一端與鉸鏈可滑動連接，位于所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元最底端可滑動的鉸鏈與所述控制系統(tǒng)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂，其特征在于，相鄰兩個所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元中相對應(yīng)的滑桿(10)之間通過連接塊(20)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂，其特征在于，所述連接塊(20)為V型結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂，其特征在于，所述共面板上設(shè)有沿徑向開設(shè)的三個導(dǎo)向槽，三個所述導(dǎo)向槽沿周向均布，三個所述連桿Ⅰ(16)位于所述共面板內(nèi)的一端通過導(dǎo)向銷分別與三個所述導(dǎo)向槽滑動連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括支撐架(1)和安裝在所述支撐架(1)上的三組驅(qū)動單元，三組所述驅(qū)動單元分別與三組所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元連接，三組所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元分別通過與其連接的所述驅(qū)動單元的驅(qū)動實(shí)現(xiàn)變形。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂，其特征在于，三組所述驅(qū)動單元結(jié)構(gòu)相同，均包括軸承座Ⅰ(2)、電機(jī)(3)、螺母(4)、螺桿(5)、減速器(6)、軸承座Ⅱ(7)及傳動裝置，其中螺桿(5)的兩端分別可轉(zhuǎn)動地安裝在軸承座Ⅰ(2)和軸承座Ⅱ(7)上，所述電機(jī)(3)與減速器(6)連接，所述減速器(6)的輸出軸通過傳動裝置與螺桿(5)的一端連接，所述螺母(4)和螺桿(5)螺紋連接，形成傳動副，所述螺母(4)與所述變剪桿機(jī)構(gòu)單元連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位運(yùn)動可伸縮柔性機(jī)械臂，其特征在于，所述機(jī)械手包括機(jī)械手電機(jī)(22)、機(jī)械手架(23)、驅(qū)動桿(24)及兩組夾爪組件，其中機(jī)械手電機(jī)(22)的輸出軸與驅(qū)動桿(24)的一端連接，所述驅(qū)動桿(24)的另一端對稱設(shè)有兩組夾爪組件，兩組夾爪組件通過機(jī)械手架(23)支撐，各夾爪組件均包括連桿Ⅱ(25)、三角塊(26)、連桿Ⅲ(27)、連桿Ⅳ(28)及手抓前肢(29)，其中連桿Ⅱ(25)的一端與驅(qū)動桿(24)的另一端鉸接，所述連桿Ⅱ(25)的另一端與機(jī)械手架(23)和三角塊(26)鉸接，所述手抓前肢(29)與三角塊(26)鉸接，所述連桿Ⅲ(27)的一端與三角塊(26)的內(nèi)側(cè)鉸接，另一端與連桿Ⅳ(28)的一端鉸接，所述連桿Ⅳ(28)的另一端與手抓前肢(29)的內(nèi)側(cè)鉸接。