[发明专利]一种用于装配装夹的大范围变刚度手腕

权利要求书

1.一种用于装配装夹的大范围变刚度手腕，其特征在于：包含位置位于顶部的杆件Ⅰ、铰点Ⅰ、限位装置Ⅰ、杆件Ⅱ、铰点Ⅱ、限位装置Ⅱ、限位装置Ⅲ、杆件Ⅲ、滑轮Ⅰ，位置位于中部的杆件Ⅳ、铰点Ⅲ、限位装置Ⅳ、限位装置Ⅴ、杆件Ⅴ、铰点Ⅳ、限位装置Ⅵ、限位装置Ⅶ、杆件Ⅵ，位置位于底部的滑轮Ⅱ、铰点Ⅴ、杆件Ⅶ、限位装置Ⅷ、限位装置Ⅸ、杆件Ⅷ、铰点Ⅵ、限位装置Ⅹ、限位装置Ⅺ、弹性元件、杆件Ⅸ、变刚度驱动机构，以及贯穿顶部、中部和底部的牵引线；

顶部的杆件Ⅱ两端分别与杆件Ⅰ、杆件Ⅲ通过铰点Ⅰ和铰点Ⅱ连接，杆件Ⅰ可绕铰点Ⅰ转动，杆件Ⅱ可绕铰点Ⅱ转动；所述的杆件Ⅰ的一端安装抓取装置，另一端连接牵引线，杆件Ⅱ两端设有限位装置Ⅰ、限位装置Ⅱ，杆件Ⅲ上靠近杆件Ⅱ的一端设有限位装置Ⅲ，杆件Ⅲ上装有滑轮Ⅰ；

中部的杆件Ⅳ的上端固定在杆件Ⅲ的另一端；中部的杆件Ⅴ两端分别与杆件Ⅳ、杆件Ⅵ通过铰点Ⅲ、铰点Ⅳ连接，杆件Ⅳ可绕铰点Ⅲ转动，杆件Ⅴ可绕铰点Ⅳ转动，中部杆件Ⅳ、杆件Ⅴ、杆件Ⅵ的旋转轴线的方向不同于顶部杆件Ⅰ、杆件Ⅱ、杆件Ⅲ的旋转轴线方向；杆件Ⅳ靠近杆件Ⅴ的一端设有限位装置Ⅳ，杆件Ⅴ的两端设有限位装置Ⅴ、 限位装置Ⅵ，杆件Ⅵ上端设有限位装置Ⅶ；

底部的杆件Ⅶ一端固定在中部的杆件Ⅵ的下部，且其上方安装有滑轮Ⅱ；底部的杆件Ⅷ两端分别与杆件Ⅶ、杆件Ⅸ通过铰点Ⅴ、铰点Ⅵ连接，杆件Ⅶ可绕铰点Ⅴ转动，杆件Ⅶ可绕铰点Ⅵ转动，杆件Ⅸ上安装变刚度驱动机构；底部杆件Ⅶ、杆件Ⅷ、杆件Ⅸ的旋转轴线的方向不同于顶部杆件Ⅰ、杆件Ⅱ、杆件Ⅲ和中部杆件Ⅳ、杆件Ⅴ、杆件Ⅵ的旋转轴线方向；底部杆件Ⅶ靠近杆件Ⅷ的一端设有限位装置Ⅷ，杆件Ⅷ两端设有限位装置Ⅸ、限位装置Ⅹ，杆件Ⅸ上靠近杆件Ⅷ的一端设有限位装置Ⅺ；

从杆件Ⅰ连出的牵引线依次穿过杆件Ⅱ上的限位装置Ⅰ、限位装置Ⅱ、杆件Ⅲ上的限位装置Ⅲ、杆件Ⅲ上的滑轮Ⅰ、中部杆件Ⅳ的限位装置Ⅳ、杆件Ⅴ的限位装置Ⅴ、 限位装置Ⅵ、杆件Ⅵ上的限位装置Ⅶ、滑轮Ⅱ、杆件Ⅶ上的限位装置Ⅷ、杆件Ⅷ上的限位装置Ⅸ、限位装置Ⅹ、杆件Ⅸ上的限位装置Ⅺ，最后通过弹性元件与变刚度驱动机构相连；

设置左右对称的两套并共用杆件Ⅸ，且杆件Ⅸ上安装两套变刚度驱动机构，形成闭合形状的变刚度手腕。

2.基于权利要求1所述的用于装配装夹的大范围变刚度手腕的使用方法，其特征在于，使用方法为：将用于装配装夹的大范围变刚度手腕安装在机械手上，可用于零部件的自动装配和机床的自动上下料装夹；机械手在零件或工件的抓取、移动、定位这些工序过程中，通过变刚度驱动机构拉伸弹性元件增加弹性元件的张力以增加手腕的刚度；以输出较大的力克服工件的重力并增加机械手定位装配和装夹的位置的定位精度；此后在装配装夹的工序过程中，通过变刚度驱动机构调节弹性元件的拉伸长度减少弹性元件的张力以减少手腕的刚度；从而使柔顺机械手自动调整零件与装配体或工件与夹具之间的相对位姿，补偿装配装夹误差，以顺利完成装配和装夹作业；根据装配和装夹过程中的不同工序，机械手手腕可在线实时大范围调节为不同刚度。