[发明专利]可定位补偿的精密重载机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化机械部件，尤其涉及一种可定位补偿的精密重载机械手。

背景技术

机械手臂作为重要制造装备中较为主要的关键装备而被广泛研究，主要应用于，主要应用于汽车、船舶、舰艇、飞机、卫星、火箭、宇宙飞船、大型机床、大型生产线与设备组以及钢铁冶金等行业。然而，在某些特殊的应用场合，对工业机械手的定位精度和承载能力提出了更高的要求。在一定的程度上，机械手的运动精度直接决定着作业的水平及质量。

现有技术中，在重载的工作环境下，机械手由于大都采用液压驱动的方式，加上传动链和配合部件的影响，其运行的精度很难得到保证；在机械手采用多自由度的情况下，如果对机械手的精度提出更高的要求，则会限制自由度方面的发展。

因此需要一种可定位补偿的精密重载机械手，使得机械手能够在重载的情况下，实现更为精密的运动，进而适应对精度要求更高的工作环境中。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可定位补偿的精密重载机械手，使得机械手能够在重载的情况下，实现更为精密的运动，进而适应对精度要求更高的工作环境中。

本发明的可定位补偿的精密重载机械手，包括动力装置、基座、手臂总成、手腕总成、柔性手和自动控制系统，所述手臂总成包括下臂总成、中臂总成和上臂总成；

所述手腕总成包括手腕输入轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、第一摆动液压缸、第二摆动液压缸和腕关节组件，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合传动配合，所述第一摆动液压缸缸体与手腕输入轴的输出端传动配合，所述第二摆动液压缸缸体与从动锥齿轮的动力轴传动配合，所述腕关节组件包括第一连杆机构、第二连杆机构和手腕输出轴，所述第一连杆机构和所述第二连杆机构均与所述手腕输出轴铰接，所述第一摆动液压缸的动力输出轴和所述第二摆动液压缸的动力输出轴一一对应与第一连杆机构和第二连杆机构相连接形成平面连杆结构，所述第一摆动液压缸的动力输出轴和所述第二摆动液压缸的动力输出轴均为电主轴；

所述柔性手包括连接于手腕总成的手指座和至少两个柔性机械手指以及用于驱动机械柔性手指抓放的驱动部分，所述柔性机械手指至少包括依次铰接的三个指节，每一所述指节均由驱动部分驱动并绕与相邻指节的铰接处转动；

所述自动控制系统包括：

位置传感器，设置于中臂总成和上臂总成内部，用于检测中臂总成和上臂总成的俯仰角度；

视觉传感器，设置于手腕总成的上方，用于检测物体的空间位置、姿态，并监视机械手的工作状态；

触觉传感器，设置于柔性机械手指内表面，用于主动获取物体的更为完整的信息，并监视机械手的工作状态；

力觉传感器，设置于柔性机械手指指节的夹持面内部，用于检测每个指节的夹持压力，并监视机械手的工作状态；

中央控制器，接收并综合处理位置传感器、视觉传感器、触觉传感器和力觉传感器反馈的信息，并向它们所属的控制系统发出命令信号。

进一步，所述驱动部分包括手指握紧驱动拉索、手指放松驱动拉索和分别用于驱动所述手指握紧驱动索和手指放松驱动索的驱动电机Ⅰ和驱动电机Ⅱ，所述手指握紧驱动拉索和所述手指放松驱动拉索对应两个柔性机械手指各设置两条，所述手指握紧驱动拉索依次绕过设置于相邻指节铰接处的手指握紧驱动拉索缠绕轮并用于驱动柔性机械手指握紧，所述手指放松驱动拉索依次绕过设置于相邻指节铰接处的手指放松驱动拉索缠绕轮并用于驱动柔性机械手指放松，所述手指握紧驱动拉索缠绕轮和所述手指放松驱动拉索缠绕轮同轴设置。

进一步，手指握紧驱动拉索缠绕轮包括主动轮和被动轮，所述主动轮直径小于所述被动轮直径，所述手指握紧驱动拉索经主动轮带动所述被动轮，所述被动轮上开设螺旋槽，所述手指握紧驱动拉索在被动轮的螺旋槽内以多圈缠绕的方式设置。

进一步，手指握紧驱动拉索通过与驱动电机Ⅰ动力输出端传动连接的皮带轮Ⅰ驱动，手指放松驱动拉索通过与和驱动电机Ⅱ动力输出端传动连接的皮带轮Ⅱ驱动，所述手指放松驱动拉索和所述手指握紧驱动拉索上均设置有碟簧张紧装置。

进一步，手指握紧驱动拉索缠绕轮和手指放松驱动拉索缠绕轮在指节铰接处均并列设置两个。

进一步，所述驱动电机Ⅰ上设置有用于使驱动电机Ⅰ持续运转拉紧手指握紧驱动拉索的自锁式接触器。