[发明专利]一种适用于特殊环境下抓取的柔性并联机构

说明书

本发明公开了一种适用于特殊环境下抓取的柔性并联机构，该柔性并联机构通过伺服电机分别控制上下两个柔性杆件的长度和变形，进一步驱动末端执行器的移动，同时末端执行器能够360°自由旋转，以适用不同形状物体的抓取。该柔性并联机构中的柔性杆件具有高度柔性，可发生非线性大变形，因而对狭窄空间和非结构化空间具有较强的适应性，同时该机构还具有结构简单，操作方便，工作空间大等优点。

技术领域

本发明涉及抓取机构领域，具体涉及一种适用于特殊环境下抓取的柔性并联机构。

背景技术

随着科技的不断发展，机器人技术不断成熟，相应的应用也不断增多，而各个领域对机器人的性能要求也大不相同。在生产生活中，广泛存在着利用机器人替代人类完成机械式的重复工作，而在特定的复杂环境下，则对机器人技术提出了更高的要求。

传统的刚性并联机器人的技术已经非常成熟，由于其刚度好，速度快、振动小等优点，被广泛应用在快速抓取以及机加工领域中。但是刚性并联机器人的构件长度往往较小导致其工作空间有限，构件刚度大不可发生变形，其运动主要依赖于运动副运动且工作条件下无避障能力，无法在狭窄空间或非结构化空间等特殊空间下执行抓取任务。柔性并联机器人的动平台的运动主要依赖于机器人中柔性构件的大变形，其结构柔顺灵活因而对狭窄空间和非结构化空间具有很强的适应性，并且柔性部件与动平台直接相连无需运动副，因此具有结构紧凑、质量轻、精确度高、成本低和无摩擦等优点。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种适用于特殊环境下抓取的柔性并联机构，其能够通过自身柔性杆件的非线性大变形来实现在狭窄空间和非结构化环境下执行抓取任务。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种适用于特殊环境下抓取的柔性并联机构，包括基座，所述基座内设有上下两个底板型材，所述底板型材上滑动连接有滑块面板，同时所述底板型材上也设有用于控制滑块面板横向滑动的丝杆螺母传动机构，所述滑块面板上固定有滑块并且所述滑块沿着其滑动方向的其中一端通过夹具夹持有柔性杆件，所述基座的其中一端设有上下两组分别与两个柔性杆件适配的辊子组，两个所述柔性杆件远离夹具的另一端伸出基座之外并通过动平台固定连接在一起，所述动平台上设有末端执行器，所述辊子组限制了其与夹具之间柔性杆件的变形同时保证了其与动平台之间的柔性杆件的长度为有效变形长度，确保了通过数学建模的方法能够准确的计算出末端执行器的位置。

优选地，所述底板型材上设有直线导轨，所述滑块面板上设有与直线导轨滑动连接的小滑块。

优选地，所述丝杆螺母传动机构包括伺服电机，所述伺服电机通过法兰片固定在基座远离辊子组的一端，所述伺服电机的输出端通过联轴器固定有丝杆，所述底板型材的两端固定有两个分别与丝杆转动连接的轴承座，所述滑块面板的上固定有与丝杆螺纹连接的丝母座。

优选地，上下两个滑块面板分别滑动连接在上下两个底板型材的上端面和下端面。

优选地，所述滑块通过螺栓固定在滑块面板上便于拆卸更换。

优选地，所述辊子组包括上下两组共四个辊子。

优选地，所述柔性杆件的尺寸参数根据现场工作环境进行更换，以适用不同工作环境。

本发明的有益效果在于：本发明能够通过自身柔性杆件的非线性大变形来实现在狭窄空间和非结构化环境下执行抓取任务；末端执行器能够360°自由旋转，以适用不同形状物体的抓取；由于柔性杆件具有高度柔性，长度可调，因而其具有较大的工作空间且对各种复杂环境具有较强的适用能力；同时其还具有质量轻，成本低，结构简单的优点。

附图说明