專利名稱：單自由度并聯四桿機械手的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種用于抓持的機械手裝置。
(二)
背景技術：
目前，在機器人領域，大多數機械手均是針對具體對象，采用經典的鉗子結構的機械手。鉗子式機械手手爪抓取范圍小，對不同形狀對象的適應能力差。且對于具有不規則曲面的對象抓取能力更差。而且傳統的機械手常常不具備自鎖能
力，抓取大質量大目標物體不夠穩定，且不能通過機械手本身定位，對機器人本體定位精度要求較高，這樣就增加了本體機器人的控制難度。
通過檢索中國知識資源總庫、中國專利數據庫、歐洲專利數據庫、美國專利數據庫等可以看出，國內外關于機械手的論文或報道有很多，但是多數是建立在原有機械手結構設計的基礎上進行的分析說明。
(三)
發明內容
本發明的目的在于提供一種能偶實現對不同形狀、體積、質量的對象的抓取的單自由度并聯四桿機械手。
本發明的目的是這樣實現的由導桿搖桿抓持機構、搖桿彈簧抓持機構、導桿機構、驅動裝置和機架五部分構成，導桿搖桿抓持機構包括前爪19、后爪14，
搖桿彈簧抓持機構包括左側爪16和右側爪17，導桿機構包括導桿18和上支架6、下支架12，驅動裝置包括絲杠8、電機IO。前爪19與上支架6之間由前爪連桿1連接，各連接點均采用鉸接。前爪19與導桿18間的連接亦采用鉸接，后爪14與下支架12由后爪連桿15連接，各連接點均采用鉸接，后爪14與導桿18間采用鉸接，左側爪16與右側爪17的中部由拉簧34連接，鋼繩33的中部與導桿18固定連接，鋼繩33穿過支線桿30后其連個端點分別與左側爪16與右側爪17的中部固定連接。左側爪16與右側爪17的末端與長轉軸2鉸接在一起，長轉軸2通過軸固定桿3、固定角鐵4與上支架6固定連接在一起。上支架6與下支架12間通過中固定桿7和后固定桿11固定連接。絲杠螺母S與電機10由電機支座9固定連接在上支架6和下支架12之間。導桿18與上支架6和下支架12間有一定的間隙，可保證導桿沿軸向自由移動。
電機10帶動絲桿8轉動，經絲杠螺母機構把電機的旋轉運動轉化為導桿18的直線運動，從而驅使前爪19、后爪14、左側爪16、右側爪17運動，實現抓取動作。改變電機的轉向實現機械手爪的開合。本發明的有益效果是-
(1) 四爪抓取、抓取力量大，絲杠驅動能夠自鎖，抓取可靠；
(2) 單驅動，控制簡單；
(3) 采用四桿機構和絲杠機構，降低對電機轉矩要求；
(4) 能夠抓取方塊、圓球、圓柱、三棱柱以及多種不規則形狀物體；
(5) 抓取物體尺寸范圍大。
圖1是單自由度并聯四桿機械手主視圖。圖2是單自由度并聯四桿機械手俯視圖。圖3是單自由度并聯四桿機械手右視圖。
(五)具體實施方案
下面結合附圖闡述本機械手的具體實施方法
單自由度并聯四桿機械手總體結構如圖1、圖2、圖3所示，電機10與絲杠8通過螺栓13相連。電機10順時針旋轉時，絲杠螺母機構將電機10的旋轉運動轉化成傳動螺母27直線向左運動。從而推動導桿18向左做直線運動。由四桿運動原理，如圖1所示，導桿18的向左運動使前爪19和后爪14張開,前后爪最大張幅為400mm。同時，導桿18的運動拉動了鋼繩33,左側爪16和右側爪17在鋼繩33的拉動下向外張開，最大張幅為255mm。反之，當電機10逆時針旋轉時，導桿18向右運動，從而帶動前爪19和后爪14閉合，前后爪提供主要的抓持力。導桿18向右運動，放松了鋼繩33，左側爪16和右側爪17在拉簧34作用力下閉合，兩側爪起到輔助抓持的作用，使機械手在工作抓持時更加穩定。前爪19、后爪14、左側爪16、右側爪17上的爪片32具有一定的彈性，這樣可增加抓持力，且增大手爪和被抓對象的接觸面積，保證抓持動作更加穩定。其中電機10的尾部裝有編碼器，從而可以精確控制機械手爪的位置，使機械手工作更加高效。
權利要求
1、一種單自由度并聯四桿機械手，由導桿搖桿抓持機構、搖桿彈簧抓持機構、導桿機構、驅動裝置和機架五部分構成；其特征是導桿搖桿抓持機構包括前爪(19)和后爪(14)，搖桿彈簧抓持機構包括左側爪(16)和右側爪(17)，導桿機構包括導桿(18)、上支架(6)和下支架(12)，驅動裝置包括絲杠螺母(8)和電機(10)；前爪(19)與上支架(6)之間由前爪連桿(1)連接，各連接點均采用鉸接；前爪(19)與導桿(18)間的連接亦采用鉸接，后爪(14)與下支架(12)由后爪連桿(15)連接，各連接點均采用鉸接，后爪(14)與導桿(18)間采用鉸接，左側爪(16)與右側爪(17)的中部由拉簧(34)連接，鋼繩(33)的中部與導桿(18)固定連接，鋼繩(33)穿過支線桿(30)后其連個端點分別與左側爪(16)與右側爪(17)的中部固定連接；左側爪(16)與右側爪(17)的末端與長轉軸(2)鉸接在一起，長轉軸(2)通過軸固定桿(3)、固定角鐵(4)與上支架(6)固定連接在一起；上支架(6)與下支架(12)間通過中固定桿(7)和后固定桿(11)固定連接；絲杠螺母(8)與電機(10)由電機支座(9)固定連接在上支架(6)和下支架(12)之間；導桿(18)與上支架(6)和下支架(12)間有一定的間隙。
全文摘要
本發明提供一種單自由度并聯四桿機械手。其主體結構包括由導桿搖桿機構實現的前爪和后爪、由搖桿彈簧機構實現的側爪、導桿機構、驅動裝置和機架。本機械手利用單電機驅動并聯在一起的兩組導桿搖桿機構可實現對不同形狀、體積、質量的物體的抓取。其優點為絲杠驅動能夠實現自鎖，抓取可靠；單驅動，控制簡單；四桿機構和絲杠機構有力的放大作用，降低對電機轉矩要求；能夠抓取方塊、圓球、圓柱、三棱柱以及多種不規則形狀物體；抓取物體尺寸范圍大。
文檔編號B25J15/02GK101596716SQ200910072428
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月1日 優先權日2009年7月1日
發明者卿智忠, 宮含洋, 李天成, 楊萬輝, 許俊偉, 郭軍禮, 陳東良 申請人:哈爾濱工程大學