The invention provides a pneumatic manipulator and its control system, with a fixed column, a rotary joint, rotary column, balance cylinder, parallelogram mechanism, trajectory of self balancing machine 6, swing joint, end effector, fixture, control system. When one end of the pneumatic manipulator arm is changed, the other end of the arm to follow the change, and maintain the fixed proportion, so as to achieve the level of movement, no matter the workpiece movement to the left or right, the rotary motion, there is always a balance force and counter force arm and the workpiece, which is always in the \floating\ state, overcome the gravity, realized the power function. Power assist manipulator through adaptive and aerodynamic force balance by using the principle of combination of objects to achieve the \floating\, \zero gravity\ handling and assembly of objects, through the micro force of heavy lifting, hand plane movement and turnover, balance, smooth movement.
【技术实现步骤摘要】
一种助力机械手及其控制系统
本申请主要涉及机械制造
特别是一种助力机械手及其控制系统。
技术介绍
在飞机装配车间,为了完成零组件的组合装配和柔性对接,常常需要对零组件进行位置和姿态的调整。对于大型精密装配和对接,常常用到三坐标或者更多坐标构成的柔性装配系统,该装配系统往往具有复杂的机械结构和控制系统,研制、使用和维护成本非常好,专用型也非常强;对于大多数一般的装配和对接,常常都采用手工搬运、调整和装配,就出现了工作强度大、效率低和装配质量差的问题;而对于需要厂房吊车配合才能完成零部件装配,也存在占用厂房吊车周期过长,影响其它生产进度的问题。为了解决飞机零部件装配和物料搬运过程中工作强度大、效率低和装配质量差等现实问题,需要一种助力机械来帮助工人进行零部件装配是物料搬运过程的起吊。本申请的助力机械手及其控制系统,
技术实现思路
为了解决上述问题本申请提供了一种助力机械手及其控制系统,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。一种助力机械手,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、轨迹自平衡机构、摆动关节、末端执行机构、夹具,固定立柱固定在地面上,在固定立柱的上端面通过旋转关节安装有旋转立柱,旋转立柱可以绕旋转关节的竖直轴线做旋转运动;轨迹自平衡机构安装在旋转立柱的上端面,在轨迹自平衡机构的一侧安装有平行四边形机构的短臂端,在相反的另一侧安装有平衡气缸,平衡气缸对平行四边形机构施加恒定的作用力,同时轨迹自平衡机构对平行四边形机 ...
【技术保护点】
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 ...
【技术特征摘要】
1.一种助力机械手,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。2.根据权利要求1所述的一种助力机械手,其特征在于所述的旋转关节(2)含有带法兰盘的轴(17)、带法兰盘的轴套(18)、轴承(19)、带内V型槽和内圆柱孔的刹车盘(20)、外V型制动蹄(21)、制动气缸(22)、L型法兰座(23)和轴锁螺母(63),轴承(19)安装在轴套(18)的内圆柱空腔内,轴(17)穿过轴承(19)的内径孔与轴套(18)构成一对转动副,并在轴(17)的轴端用轴锁螺母(63)进行锁紧防止轴(17)与轴套(18)脱离,刹车盘(20)通过内圆柱孔套入轴套(18)的外圆柱面,在刹车盘(20)的V型槽底面与内圆柱面间设置了一圈均布的沉头螺纹孔,通过旋入螺钉施加预紧力实现刹车盘(20)在轴套(18)的紧固连接,外V型制动蹄(21)通过螺纹配合安装在制动气缸(22)的活塞杆前端上,随活塞杆的伸出和收回,外V型制动蹄(21)与刹车盘(20)内V型槽进行带压贴合和自由分离,从而实现旋转关节(2)转动副的锁紧和松开。3.根据权利要求1所述的一种助力机械手,其特征在于所述的平行四边形机构(5)通过铰轴将主杆(24)、副杆(25)、连杆(26)、工作杆(27)构成一个平行四边形的连杆机构,主杆(24)含有间距为E和F的三个铰轴孔,其中尺寸为E的端头铰轴孔为平行四边形机构(5)的短臂平衡交点(61),副杆(25)含有间距为F的两个铰轴孔,连杆(26)含有间距为G的两个铰轴孔,其中与副杆相连的铰轴孔为平行四边形机构(5)的水平游动支撑交点(60),工作杆含有间距为G和H的三个铰轴孔,其中尺寸为H的端头铰轴孔为平行四边形机构(5)的长臂平衡交点(62),平行四边形机构(5)须设置E与F的比值等于G与H的比值,以实现助力功能。4.根据权利要求1所述的一种助力机械手,其特征在于所述的轨迹自平衡机构(6)是一个腔体结构,在轨迹自平衡机构(6)的前端面和后端面上设置有一对水平游动支撑导向槽(29)和一对垂直游动支撑导向槽(28),水平游动支撑导向槽(29)的长度决定了平...
【专利技术属性】
技术研发人员:巴晓甫,张喜钗,赵博瑞,
申请(专利权)人:中航飞机股份有限公司西安飞机分公司,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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