[发明专利]一种基于拉线控制的机械手有效
申请号: | 201310676401.4 | 申请日: | 2013-12-12 |
公开(公告)号: | CN103624785A | 公开(公告)日: | 2014-03-12 |
发明(设计)人: | 陈成军;孙晓坤;于晓东;郝迥越;杨元月;周来 | 申请(专利权)人: | 青岛理工大学 |
主分类号: | B25J9/18 | 分类号: | B25J9/18 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 266033 山东省青岛市经济技*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 拉线 控制 机械手 | ||
技术领域
本发明涉及一种机械手结构,特别是涉及一种基于拉线控制的机械手结构,属于搬运机械领域。
背景技术
机械手广泛应用于化工、制造和物流等行业中,以其可以节省人工,提高效率、降低成本、安全性好等优点,现有的机械手以液压式和气动式为主,虽然被广泛应用但依然存在很多缺点,例如:机械手通用性差、成本高昂、对工作环境以及抓取物品的特定性要求较高,结构较为复杂且抓取力不协调,同时控制系统也比较复杂等缺点。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有技术的不足之处,提供一种具有通用性高、对外界条件要求低、机构和控制系统简单且抓力充足的机械手必定会有广泛的应用前景。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种基于拉线控制的机械手,所述机械手包括机械手机架、电机绕线机构、线控制机构、机械手指节机构、指尖压力缓冲部以及PLC控制系统;
所述机械手机架由上部的电机绕线连接部、中间的线连接区域以及下部的指节连接区域三部分组成;所述电机绕线机构包括电机、联轴器和螺纹杆,电机与机械手机架的电机绕线连接部刚性连接,螺纹杆连接线控制机构中的绕线,电机带动螺纹杆旋转并带动绕线在螺纹杆上缠绕;所述线控制机构包括绕线、拉力线、拉力传感器、连接线和线端连接器,线控制机构整体设置在机械手机架的中间的线连接区域,绕线一端连接螺纹杆,另一端连接拉力传感器的上端,拉力传感器的下端连接拉力线,拉力线通过线端连接器、连接线与机械手指节机构相连;所述机械手指节机构由四根相同的可弯曲手指组成,每根手指均包括上指节、中指节和指尖节;所述指尖节的末端连接指尖压力缓冲部。
进一步地,所述线控制机构中的连接线为长指端连接线和短指端连接线,所述线端连接器为3个,根据在线连接区域中的上下位置,分别为上线端连接器、中线端连接器和下线端连接器,所述拉力线连接上线端连接器,所述连接线包括长指端连接线和短指端连接线。
进一步地,所述四根相同的可弯曲手指两两相对,每根手指还包括连接相邻两个指节的连接片、销轴、连接螺栓和扭簧;其中,连接片上部为长条孔结构,下部为圆孔结构,连接螺栓穿过连接片上部的长条孔拧入上指节的螺纹孔,穿过连接片下部的圆孔拧入中指节的螺纹孔,销轴穿过扭簧并连接上指节与中指节,并用同样方式连接中指节和指尖节,所述指尖节背面还设有紧固螺栓用以固定长指端连接线和短指端连接线的线头。
进一步地,在所述线控制机构中,所述长指端连接线一端与一根手指的指尖节上的紧固螺栓相连,另一端依次穿过指尖节的通孔、中指节通孔、上指节通孔,并穿过上线端连接器,继续穿过设置在相对位置的另一根手指的上指节通孔、中指节通孔、指尖节通孔并与另一根手指的指尖节上的紧固螺栓相连;所述短指端连接线以类似方式连接剩余两根手指,其中间位置是穿过下线端连接器。
进一步地,在线控制结构中还设置有平衡线,平衡线一端与中线端连接器相连,另一端穿过上线端连接器与下线端连接器相连,所述线端连接器的上部为线端连接孔,下部为穿线环结构。
进一步地,所述PLC控制系统根据拉力传感器测得的拉力值与预设值进行判断,控制电机的转动与停止。
与现有技术相比,本发明具有以下创新点:
(1):利用单电机进行控制,并且手指可以自动恢复伸直状态,设计出了一种被动弯曲,主动伸长的手指。
(2):充分应用力学中的“分力”及线灵活性的特点,设计得到一套控制简单、受力灵活的拉线控制机构。
(3):控制线沿螺纹杆凹槽进行缠绕,增加传动的稳定性。
本发明的有益效果为:机械手结构简洁、控制简单、实用性强、制造成本低、缓冲橡胶垫的设置可抓取易碎物品、抓取时无需精确定心、可在复杂工作环境下使用,所以有很高的通用性。
附图说明
图1机械手的整体结构的示意图;
图2电机绕线机构的示意图;
图3线控制机构的上部分连线示意图;
图4线控制机构的中间部分连线示意图;
图5线控制机构的机械手指节部分连线示意图;
图6机械手指节机构的示意图;
图7指尖压力缓冲橡胶垫的示意图;
图8指尖节部分的线头连接示意图;
图9扭簧安装的示意图;
图10线端连接器的示意图。
图中各部件名称如下:
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