[發明專利]一種基于可重構并聯機構的機械手

有效

• 申請號: 201811324894.4
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109176492B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 陳原;陳偉;姜媛;郭登輝
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/00
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 劉鋒

本發明涉及機械設備領域，其目的是提供一種基于可重構并聯機構的機械手，用于夾取物體和管道攀爬等多種應用場合，而且夾取空間大，姿態靈活多變。所述機械手包括上平臺和下平臺，所述上平臺通過三條結構相同的支鏈與所述下平臺連接，所述上平臺包括第一電動推桿(1)、第二電動推桿(2)和第三電動推桿(3)，所述第一電動推桿(1)的兩端分別與所述第二電動推桿(2)的一端及所述第三電動推桿(3)的一端可轉動連接，所述第二電動推桿(2)的另一端和所述第三電動推桿(3)的另一端構成夾取部。本發明提供的機械手解決了現有機械手功能比較單一，適用范圍小的問題。

技術領域

本發明涉及機械裝備技術領域，特別是涉及一種基于可重構并聯機構的機械手。

背景技術

機械手是指能模仿人手和手臂的某些動作功能，用以按固定程序夾取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置，可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，大大提高了工作效率，而且能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機械手主要由執行機構、驅動機構和控制系統三大部分組成。執行機構是用來夾取物體的部件，根據被夾取物體的形狀、尺寸、材料和作業要求，可分為夾持型、托持型和吸附型。驅動機構使手部完成轉動、移動或復合運動來實現規定動作，從而達到調整機械手位置和姿態的目的。控制系統用于控制驅動機構中動力元件的參數實現特定的動作。

機械手按照其控制連接方式的不同，可分為并聯機構機械手和串聯機構機械手。并聯機構與串聯機構相比具有承載能力強、定位精度高、動態性能好等特點，從而得到越來越廣闊的應用。

現有的并聯機構機械手功能比較單一、應用面窄，如中國專利文獻CN102528817A中公開了一種三自由度并聯機械手腕，由機座、動平臺以及連接它們的一個約束驅動支鏈和兩個結構相同的驅動支鏈構成，三個支鏈兩端與機座和動平臺呈正三角形對稱分布，其中約束驅動支鏈由兩個轉動副和一個驅動移動副組成，構成RPR型串聯結構支鏈，并且通過轉動副與機座和動平臺連。兩個完全相同的驅動支鏈均由一個萬向副、一個移動驅動副和一個球鉸組成，構成UPS型串聯結構支鏈，并且通過萬向副與機座連接，通過球鉸與動平臺連接。這種機械手腕需要另外配裝機械手掌才能實現一定移動范圍內的夾取功能，而且即便安裝了機械手掌，由于只有兩個驅動支鏈驅動上平臺運動，這種機械式的夾取空間和姿態變化也很有限，使得其操作靈活性較低，能夠適用的場合很少。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于現有技術的機械手功能比較單一，適用范圍小，而提供一種集夾取、攀爬功能為一體，夾取空間大，姿態靈活多變的基于可重構并聯機構的機械手。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種基于可重構并聯機構的機械手，包括上平臺和下平臺，所述上平臺通過支鏈與所述下平臺連接，其特征在于，所述上平臺包括第一電動推桿、第二電動推桿和第三電動推桿，所述第一電動推桿的兩端分別與所述第二電動推桿的一端及所述第三電動推桿的一端可轉動連接，所述第二電動推桿的另一端和所述第三電動推桿的另一端構成夾取部。

優選地，所述夾取部包括設置在所述第二電動推桿另一端的第一壓塊和設置在所述第三電動推桿另一端的第二壓塊。

優選地，所述第一壓塊和所述第二壓塊的相對面設置有電磁鐵。

優選地，所述下平臺為球面五桿機構，包括依次可轉動連接的第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿和第五連桿。

優選地，所述第一連桿、所述第二連桿、所述第三連桿、所述第四連桿和所述第五連桿之間均依次通過下平臺轉動副連接，各所述下平臺轉動副的軸線相交于球心，其中有兩個所述下平臺轉動副還分別與兩個驅動輸入連接。

優選地，所述第一連桿與所述第五連桿之間的所述下平臺轉動副連接所述驅動輸入，所述第三連桿與所述第四連桿之間的所述下平臺轉動副連接另一所述驅動輸入。