一种基于可控五杆机构的新型并联操作手制造技术

本发明专利技术涉及并联机器人领域，特别设计一种具有由五杆并联支链控制的集成式末端机械爪结构的新型并联操作手，如图1所示，它具有两个完全可控的五杆控制支链，两个支链联合控制末端机械爪姿态，同时设计集成式机械爪，当按照本发明专利技术的结构设计，可实现操作手达到不同工况状态的应用需求。状态的应用需求。状态的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可控五杆机构的新型并联操作手


[0001]本专利技术设计新型并联操作手，具体涉及一种具有由五杆并联支链控制的集成式末端机械爪结构的新型并联操作手。该机器人具体可执行对于变场景多目标工业化环境中物体的操作，如工业抓取、产品分拣以及机械装配等领域。

技术介绍

[0002]工业操作手在工业生产中节约成本、方便监管、安全性高，使其应用十分广泛，但传统操作手末端夹持装置的灵活性、精度、稳定性都较低，无法满足工业应用中各种灵巧及精细操作任务要求。为使操作手更加适用于工业生产实际，对现存操作手进行改进。设计一种具有由五杆并联支链控制的集成式末端机械爪结构的新型并联操作手，并联机构是一种闭环结构，具有高速、高精度、高承载力的结构优势，其驱动器安装在基座的运动副处，避免使用欠驱动形式，实现机械手完全驱动。采用可更换末端执行器的结构形式，以达到不同工况状态的应用需求，使其应用范围更广，适应现代工业需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的问题是设计一种具有由五杆并联支链控制的集成式末端机械爪结构的新型并联操作手。它具有两个完全可控的五杆控制支链，两个支链联合控制末端机械爪姿态，同时设计集成式机械爪，可实现操作手达到不同工况状态的应用需求。
[0004]解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种具有由五杆并联支链控制的集成式末端机械爪结构的新型并联操作手，其特征在于：该操作手包含机架(1)；驱动模组(2)；两个具有五杆结构的两自由度并联支链，分别为第一条并联支链(3)、第二条并联支链(4)；集成式末端机械爪(5)。集成式末端机械爪(5)的结构组成为：第一种集成式连接件(6)、第二种集成式连接件(7)、机械爪平台(5
‑
1)、移动件(8)、约束片(5
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2，5
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3，5
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4，5
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5)、小连杆(5
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6，5
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7，5
‑
8，5
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9)、手指结构(5
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10，5
‑
11，5
‑
12，5
‑
13)。
[0006]集成式末端机械爪(5)，其特征在于：第一种集成式连接件(6)和第二种集成式连接件(7)分别与机械爪平台(5
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1)固定连接。约束片(5
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2，5
‑
3，5
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4，5
‑
5)与移动件(8)固定连接。小连杆(5
‑
6，5
‑
7，5
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8，5
‑
9)的两端分别与约束片(5
‑
2，5
‑
3，5
‑
4，5
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5)和手指结构(5
‑
10，5
‑
11，5
‑
12，5
‑
13)采用转动副连接，可以绕转动副中心相对转动。手指结构(5
‑
10，5
‑
11，5
‑
12，5
‑
13)可以沿机械爪平台(5
‑
1)底部移动副自由滑动。约束片(5
‑
2，5
‑
3，5
‑
4，5
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5)、小连杆(5
‑
6，5
‑
7，5
‑
8，5
‑
9)、手指结构(5
‑
10，5
‑
11，5
‑
12，5
‑
13)分别沿移动件(8)轴向均匀对称分布。移动件(8)可以沿机械爪平台(5
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1)中部移动副自由滑动。移动块(8)沿机械爪平台(5
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1)的竖直运动通过小连杆(5
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6，5
‑
7，5
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8，5
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9)带动手指结构(5
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10，5
‑
11，5
‑
12，5
‑
13)的滑动。使集成式机械爪的手指结构(5
‑
10，5
‑
11，5
‑
12，5
‑
13)实现开合运动。
[0007]机架(1)、驱动模组(2)、第一条并联支链(3)、第二条并联支链(4)和集成式末端机械爪(5)的连接方式，其特征在于：驱动模组(2)固定安装在机架(1)上，驱动模组(2)的四个
输出端分别固定连接第一种连杆(3
‑
1，3
‑
2，4
‑
1，4
‑
2)的一端。第一种集成式连接件(6)与第二种连杆(3
‑
3)采用转动副连接，第一种集成式连接件(6)可绕与第二种连杆(3
‑
3)的转动副中心转动。第二种集成式连接件(7)与第二种连杆(4
‑
3)采用转动副连接，第二种集成式连接件(7)可绕与第二种连杆(4
‑
3)的转动副中心转动。
[0008]第一条并联支链(3)、第二条并联支链(4)，其特征在于：所述第一条并联支链(3)由第一种连杆(3
‑
1)、第二种连杆(3
‑
3)、第二种连杆(3
‑
4)和第一种连杆(3
‑
2)依次采用转动副连接，和机架(1)形成五杆机构。第一条并联支链(3)、第二条并联支链(4)的结构形式一致，并行布置在机架(1)两侧，受驱动模组(2)的驱动电机的运动控制，共同实现末端机械爪(5)的抓取动作。
附图说明
[0009]图1是基于可控五杆机构的新型并联操作手的整体结构示意图
[0010]图2是集成式末端机械爪的结构示意图，包括缺省视图和俯视图
[0011]图3是机械爪手指单链的连接示意图，包括缺省视图、正视图和左视图
[0012]图4是五杆支链和集成式末端机械爪的连接示意图
[0013]图5是五杆支链的结构示意图
[0014]图中：机架(1)、驱动模组(2)、第一条并联支链(3)、第二条并联支链(4)、集成式末端机械爪(5)、第一种连杆(3
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1，3
‑
2，4
‑
1，4
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2)、第二种连杆(3
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3，3
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4，4
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3，4
‑
4)、第一种集成式连接件(6)、第二种集成式连接件(7)、机械爪平台(5
‑
1)、滑台(8)、约束片(5
‑
2，5
‑
3，5
‑
4，5
‑
5)、小连杆(5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由五杆并联支链控制集成式末端机械爪的新型并联操作手，其特征在于：该操作手包含机架(1)；驱动模组(2)；两个具有五杆结构的两自由度并联支链，分别为第一条并联支链(3)、第二条并联支链(4)；集成式末端机械爪(5)。2.根据权利要求1所述的集成式末端机械爪(5)的结构组成为：第一种集成式连接件(6)、第二种集成式连接件(7)、机械爪平台(5
‑
1)、移动件(8)、约束片(5
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2，5
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3，5
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4，5
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5)、小连杆(5
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6，5
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7，5
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8，5
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9)、手指结构(5
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10，5
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11，5
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12，5
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13)。3.根据权利要求2所述的集成式末端机械爪(5)的组成结构，其特征在于：第一种集成式连接件(6)和第二种集成式连接件(7)分别与机械爪平台(5
‑
1)固定连接；约束片(5
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2，5
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3，5
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4，5
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5)与移动件(8)固定连接；小连杆(5
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6，5
‑
7，5
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8，5
‑
9)的两端分别与约束片(5
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2，5
‑
3，5
‑
4，5
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5)和手指结构(5
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10，5
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11，5
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12，5
‑
13)采用转动副连接；手指结构(5
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10，5
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11，5
‑
12，5
‑
13)可以沿机械爪平台(5
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1)底部移动副滑动；约束...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳晓东，吴慕坤，吴慕乾，郭盛，方跃法，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：