[发明专利]一种基于可重构并联机构的机械手

说明书

本发明涉及机械设备领域，其目的是提供一种基于可重构并联机构的机械手，用于夹取物体和管道攀爬等多种应用场合，而且夹取空间大，姿态灵活多变。所述机械手包括上平台和下平台，所述上平台通过三条结构相同的支链与所述下平台连接，所述上平台包括第一电动推杆(1)、第二电动推杆(2)和第三电动推杆(3)，所述第一电动推杆(1)的两端分别与所述第二电动推杆(2)的一端及所述第三电动推杆(3)的一端可转动连接，所述第二电动推杆(2)的另一端和所述第三电动推杆(3)的另一端构成夹取部。本发明提供的机械手解决了现有机械手功能比较单一，适用范围小的问题。

技术领域

本发明涉及机械装备技术领域，特别是涉及一种基于可重构并联机构的机械手。

背景技术

机械手是指能模仿人手和手臂的某些动作功能，用以按固定程序夹取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，大大提高了工作效率，而且能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。执行机构是用来夹取物体的部件，根据被夹取物体的形状、尺寸、材料和作业要求，可分为夹持型、托持型和吸附型。驱动机构使手部完成转动、移动或复合运动来实现规定动作，从而达到调整机械手位置和姿态的目的。控制系统用于控制驱动机构中动力元件的参数实现特定的动作。

机械手按照其控制连接方式的不同，可分为并联机构机械手和串联机构机械手。并联机构与串联机构相比具有承载能力强、定位精度高、动态性能好等特点，从而得到越来越广阔的应用。

现有的并联机构机械手功能比较单一、应用面窄，如中国专利文献CN102528817A中公开了一种三自由度并联机械手腕，由机座、动平台以及连接它们的一个约束驱动支链和两个结构相同的驱动支链构成，三个支链两端与机座和动平台呈正三角形对称分布，其中约束驱动支链由两个转动副和一个驱动移动副组成，构成RPR型串联结构支链，并且通过转动副与机座和动平台连。两个完全相同的驱动支链均由一个万向副、一个移动驱动副和一个球铰组成，构成UPS型串联结构支链，并且通过万向副与机座连接，通过球铰与动平台连接。这种机械手腕需要另外配装机械手掌才能实现一定移动范围内的夹取功能，而且即便安装了机械手掌，由于只有两个驱动支链驱动上平台运动，这种机械式的夹取空间和姿态变化也很有限，使得其操作灵活性较低，能够适用的场合很少。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术的机械手功能比较单一，适用范围小，而提供一种集夹取、攀爬功能为一体，夹取空间大，姿态灵活多变的基于可重构并联机构的机械手。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于可重构并联机构的机械手，包括上平台和下平台，所述上平台通过支链与所述下平台连接，其特征在于，所述上平台包括第一电动推杆、第二电动推杆和第三电动推杆，所述第一电动推杆的两端分别与所述第二电动推杆的一端及所述第三电动推杆的一端可转动连接，所述第二电动推杆的另一端和所述第三电动推杆的另一端构成夹取部。

优选地，所述夹取部包括设置在所述第二电动推杆另一端的第一压块和设置在所述第三电动推杆另一端的第二压块。

优选地，所述第一压块和所述第二压块的相对面设置有电磁铁。

优选地，所述下平台为球面五杆机构，包括依次可转动连接的第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第五连杆。

优选地，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆、所述第四连杆和所述第五连杆之间均依次通过下平台转动副连接，各所述下平台转动副的轴线相交于球心，其中有两个所述下平台转动副还分别与两个驱动输入连接。

优选地，所述第一连杆与所述第五连杆之间的所述下平台转动副连接所述驱动输入，所述第三连杆与所述第四连杆之间的所述下平台转动副连接另一所述驱动输入。