[发明专利]一种助力机械手及其控制系统

摘要

本申请提供了一种助力机械手及其控制系统，含有固定立柱、旋转关节、旋转立柱、平衡气缸、平行四边形机构、轨迹自平衡机6、摆动关节、末端执行机构、夹具、控制系统。当助力机械手一端的力臂发生变化时，另一端的力臂也跟随发生变化，并保持固定的比例关系，从而实现了不管工件高低运动、左右运动，旋转运动，总是有一个反力和反力臂与之平衡，工件始终处于“漂浮”状态，克服了重力，实现了助力功能。助力机械手通过力平衡自适应和气动原理的结合运用，实现物体的“漂浮”，对物体进行“零重力”搬运和装配，通过人手的微力实现重物的提升、平面移动和翻转，运动过程平衡、平滑。

主权项

一种助力机械手，含有固定立柱(1)、旋转关节(2)、旋转立柱(3)、平衡气缸(4)、平行四边形机构(5)、轨迹自平衡机构(6)、摆动关节(7)、末端执行机构(8)、夹具(9)，固定立柱(1)固定在地面上，在固定立柱(1)的上端面通过旋转关节(2)安装有旋转立柱(3)，旋转立柱(3)可以绕旋转关节(2)的竖直轴线做旋转运动；轨迹自平衡机构(6)安装在旋转立柱(3)的上端面，在轨迹自平衡机构(6)的一侧安装有平行四边形机构(5)的短臂端，在相反的另一侧安装有平衡气缸(4)，平衡气缸(4)对平行四边形机构(5)施加恒定的作用力，同时轨迹自平衡机构(6)对平行四边形机构(5)作用力臂进行自适应调整，使平行四边形机构(5)一直保持平衡状态；平行四边形机构5的长臂端安装有摆动关节(7)，在摆动关节(7)的下端面安装有旋转关节(2)，在旋转关节(2)的下端面安装有末端执行机构(8)，由摆动关节(7)和旋转关节(2)构成的组合关节能使平行四边形机构(5)的长臂端的受力始终竖直向下，末端执行机构(8)的下端面安装有夹具(9)，夹具(9)上夹持有工件(13)，末端执行机构(8)可以带动夹持有工件(13)的夹具(9)做90°的俯仰转动，从而实现工件从水平状态到垂直状态的任意切换。