[發明專利]一種適用于特殊環境下抓取的柔性并聯機構

在審

• 申請號: 202010645225.8
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111702748A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 李育文;張平
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李翩

本發明公開了一種適用于特殊環境下抓取的柔性并聯機構，該柔性并聯機構通過伺服電機分別控制上下兩個柔性桿件的長度和變形，進一步驅動末端執行器的移動，同時末端執行器能夠360°自由旋轉，以適用不同形狀物體的抓取。該柔性并聯機構中的柔性桿件具有高度柔性，可發生非線性大變形，因而對狹窄空間和非結構化空間具有較強的適應性，同時該機構還具有結構簡單，操作方便，工作空間大等優點。

技術領域

本發明涉及抓取機構領域，具體涉及一種適用于特殊環境下抓取的柔性并聯機構。

背景技術

隨著科技的不斷發展，機器人技術不斷成熟，相應的應用也不斷增多，而各個領域對機器人的性能要求也大不相同。在生產生活中，廣泛存在著利用機器人替代人類完成機械式的重復工作，而在特定的復雜環境下，則對機器人技術提出了更高的要求。

傳統的剛性并聯機器人的技術已經非常成熟，由于其剛度好，速度快、振動小等優點，被廣泛應用在快速抓取以及機加工領域中。但是剛性并聯機器人的構件長度往往較小導致其工作空間有限，構件剛度大不可發生變形，其運動主要依賴于運動副運動且工作條件下無避障能力，無法在狹窄空間或非結構化空間等特殊空間下執行抓取任務。柔性并聯機器人的動平臺的運動主要依賴于機器人中柔性構件的大變形，其結構柔順靈活因而對狹窄空間和非結構化空間具有很強的適應性，并且柔性部件與動平臺直接相連無需運動副，因此具有結構緊湊、質量輕、精確度高、成本低和無摩擦等優點。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供一種適用于特殊環境下抓取的柔性并聯機構，其能夠通過自身柔性桿件的非線性大變形來實現在狹窄空間和非結構化環境下執行抓取任務。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種適用于特殊環境下抓取的柔性并聯機構，包括基座，所述基座內設有上下兩個底板型材，所述底板型材上滑動連接有滑塊面板，同時所述底板型材上也設有用于控制滑塊面板橫向滑動的絲桿螺母傳動機構，所述滑塊面板上固定有滑塊并且所述滑塊沿著其滑動方向的其中一端通過夾具夾持有柔性桿件，所述基座的其中一端設有上下兩組分別與兩個柔性桿件適配的輥子組，兩個所述柔性桿件遠離夾具的另一端伸出基座之外并通過動平臺固定連接在一起，所述動平臺上設有末端執行器，所述輥子組限制了其與夾具之間柔性桿件的變形同時保證了其與動平臺之間的柔性桿件的長度為有效變形長度，確保了通過數學建模的方法能夠準確的計算出末端執行器的位置。

優選地，所述底板型材上設有直線導軌，所述滑塊面板上設有與直線導軌滑動連接的小滑塊。

優選地，所述絲桿螺母傳動機構包括伺服電機，所述伺服電機通過法蘭片固定在基座遠離輥子組的一端，所述伺服電機的輸出端通過聯軸器固定有絲桿，所述底板型材的兩端固定有兩個分別與絲桿轉動連接的軸承座，所述滑塊面板的上固定有與絲桿螺紋連接的絲母座。

優選地，上下兩個滑塊面板分別滑動連接在上下兩個底板型材的上端面和下端面。

優選地，所述滑塊通過螺栓固定在滑塊面板上便于拆卸更換。

優選地，所述輥子組包括上下兩組共四個輥子。

優選地，所述柔性桿件的尺寸參數根據現場工作環境進行更換，以適用不同工作環境。

本發明的有益效果在于：本發明能夠通過自身柔性桿件的非線性大變形來實現在狹窄空間和非結構化環境下執行抓取任務；末端執行器能夠360°自由旋轉，以適用不同形狀物體的抓取；由于柔性桿件具有高度柔性，長度可調，因而其具有較大的工作空間且對各種復雜環境具有較強的適用能力；同時其還具有質量輕，成本低，結構簡單的優點。

附圖說明