[实用新型]一种冗余机械臂以及控制冗余机械臂的系统

权利要求书

1.一种冗余机械臂，包括基座、关节臂架和抓举部件，所述关节臂架分别连接基座和抓举部件，其特征在于，

所述关节臂架包括多个臂架，所述多个臂架通过铰接和偏置移动副依次连接为一个整体，以令冗余机械臂构型的自由度可调节；

所述抓举部件包括二自由度旋转侧倾装置和抓举工具，所述二自由度旋转侧倾装置通过工具快换机构与所述抓举工具连接，以令抓举工具能够摆动和旋转运动，以令抓举工具具有冗余的空间自由度。

2.根据权利要求1所述的冗余机械臂，其特征在于，所述多个臂架包括第一变幅臂架、第二变幅臂架、第三变幅臂架、伸缩臂架、第四变幅臂架，其中，

所述第一变幅臂架一端与所述基座铰接，另一端与所述第二变幅臂架的一端铰接；

所述第二变幅臂架的另一端与所述第三变幅臂架的一端铰接，所述第三变幅臂架的另一端通过偏置移动副与伸缩臂架的一端连接；

所述伸缩臂架的另一端通过连杆机构与所述第四变幅臂架的一端连接，所述第四变幅臂架的另一端通过臂架快换机构与所述抓举部件连接。

3.根据权利要求2所述的冗余机械臂，其特征在于，所述偏置移动副采用偏置构型布置方式，以令第三变幅臂架和伸缩臂架的几何中心面位于不同的平面上。

4.根据权利要求2或3所述的冗余机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括驱动部件，所述驱动部件包括回转马达、第一变幅驱动缸、第二变幅驱动缸、伸缩驱动缸、第四变幅驱动缸、臂架快换机构驱动缸、侧倾马达、旋转马达和工具快换机构驱动缸，其中，

所述回转马达固定在所述基座上，

所述第一变幅驱动缸一端与所述第一变幅臂架铰接，另一端与所述第二变幅臂架铰接；

所述第二变幅驱动缸一端与所述第二变幅臂架铰接，另一端与所述第三变幅臂架铰接；

所述伸缩驱动缸一端与所述第三变幅臂架固定连接，另一端与所述伸缩臂架固定连接；

所述第四变幅驱动缸一端与所述第四变幅臂架连接，另一端与所述连杆机构连接；

所述臂架快换机构驱动缸安装在所述臂架快换机构上；

所述侧倾马达和旋转马达安装在所述二自由度旋转侧倾装置内部；

所述工具快换机构驱动缸安装在所述抓举工具内部。

5.根据权利要求4所述的冗余机械臂，其特征在于，所述侧倾马达和旋转马达的输出转动轴向相互垂直，以令二自由度旋转侧倾装置的摆动轴线与转动轴线垂直相交于空间一点。

6.一种控制冗余机械臂的系统，其特征在于，所述系统包括信息获取装置、遥操作装置、主控制器和驱动控制器，所述主控制器和驱动控制器设置于基座旁，与基座共同固定于地面上，其中，

所述信息获取装置用于获取多个臂架和驱动部件的运动数据，并发送至主控制器；

所述遥操作装置用于进行多视场图像拼接、显示，并生成控制指令发送给主控制器；

所述主控制器用于根据控制指令、多个臂架和驱动部件的运动数据，生成运动指令，并发送给驱动控制器；

所述驱动控制器用于驱动所述驱动部件运动。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述信息获取装置包括编码器和位移传感器，其中，

所述编码器分别安装在多个臂架上，用于获取所述多个臂架的关节转角；

所述位移传感器分别安装在驱动部件的第一变幅驱动缸、第二变幅驱动缸、伸缩驱动缸、第四变幅驱动缸、臂架快换机构驱动缸和工具快换机构驱动缸上，用于测量各个驱动缸的缸体伸长量。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述遥操作装置包括多视角图像拼接系统，所述多视角图像拼接系统包括图像拼接系统和多个图像获取装置，其中，

所述多个图像获取装置均固定安装在抓举工具上，用于获取抓举工具所在外部环境的图像信息，并发送至所述图像拼接系统；

所述图像拼接系统用于将获取的图像信息进行拼接，并通过显示屏进行显示，辅助操作人员操作。