一种多自由度机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多自由度机械手，包括从下往上依次连接的基座、机械臂、第一回转装置和手爪，机械臂包括上下对称设置的两个机械臂单元，每个机械臂单元包括上下平行设置的活动关节平台和底座，活动关节平台和底座之间设置有至少一个弹性连接单元，弹性连接单元的上下两端分别固定连接在述活动关节平台和底座上，活动关节平台和底座之间还设置有多个驱动装置，每个驱动装置的上下两端分别通过万向转动装置与活动关节平台和底座相连接，驱动装置包括缸体和沿着缸体向上伸出的活塞杆，活塞杆在气压或液压的作用下能沿着缸体来回移动，两个机械臂单元的活动关节平台固定连接。本实用新型专利技术的优点：能实现机械手的直线往复运动和偏转运动。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及仿生机械领域，尤其涉及的是一种多自由度机械手。
技术介绍
人手和臂的运动系统是以骨骼及依附其上的肌肉所组成的骨骼肌肉系统为主、受神经系统控制的运动系统，运动精确灵敏。机械手是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备。随着科学技术的不断发展，机械手的研究领域和使用范围不断拓广。尤其符合人手和手臂运动规律的机械手越来越被重视。这种仿生程度高、运动灵活以及可以完成多方位工作要求的机械手，在医疗器械、康复医疗、仿生、智能机器人、军用武器、航空航天等诸多领域将发挥很大的作用。现今使用的机械手可分为坐标型机械手和关节型机械手。坐标型机械手是按照三维空间坐标或者极坐标设置运动轨迹的机械手，其缺点是不具备类似骨骼关节的机构，自由度少，运动不够灵活；关节式机械手设置有大臂、小臂、肘关节和腕关节，具有上肢结构外形，可实现较为简单的人手操作的机能。但其局限性在于:肘关节和腕关节结构采用转动装置，只能实现转动角度的改变，而不能实现转动方向的改变，导致其仿生程度降低，机械手的灵活性受限。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种多自由度机械手。本技术是通过以下技术方案实现的:—种多自由度机械手，包括从下往上依次连接的基座、机械臂、第一回转装置和手爪，所述机械臂包括上下对称设置的两个机械臂单元，每个机械臂单元包括上下平行设置的活动关节平台和底座，所述活动关节平台和底座之间设置有至少一个弹性连接单元，所述弹性连接单元的上下两端分别固定连接在所述述活动关节平台和底座上，所述活动关节平台和底座之间还设置有多个驱动装置，每个驱动装置的上下两端分别通过万向转动装置与所述活动关节平台和底座相连接，所述驱动装置包括缸体和沿着所述缸体向上伸出的活塞杆，所述活塞杆在气压或液压的作用下能沿着所述缸体来回移动，所述两个机械臂单元的活动关节平台固定连接。所述基座和机械臂之间设置有第二回转装置。所述第一回转装置为电机、回转气缸和回转液压缸中的一种。所述第二回转装置为电机、回转气缸和回转液压缸中的一种。所述基座下方设有滚轮。 所述弹性连接单元为弹簧。所述每个机械臂单元中，多个驱动装置在所述活动关节平台和底座之间均匀排布。所述万向转动装置为球形铰链。本技术相比现有技术具有以下优点:本技术提供的一种多自由度机械手，是采用两个机械臂单元作为机械臂建立的多自由度机械手。通过控制机械臂中多个驱动装置带动弹性连接单元收缩或回复，实现机械手的直线往复运动，通过控制多个驱动装置还能实现活动关节平台在不同角度和不同方向上的偏转，实现机械手关节的偏转或转动，模仿人手臂运动。在工作过程中受弹性阻力，运动平缓顺畅、冲击性小。【附图说明】图1是本技术的结构示意图。图2为机械臂单元的结构示意图；图3为本技术的运动自由度结构示意图；图中标号:1、底座，2、万向转动装置，3、弹性连接单元，4、驱动装置，5活动关节平台，6、基座，7、第一回转装置，8、机械臂单元，9、第二回转装置，10、手爪。【具体实施方式】下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。参见图1至图3，一种多自由度机械手，包括从下往上依次连接的基座6、机械臂8、第一回转装置7和手爪10，机械臂8包括上下对称设置的两个机械臂单元，每个机械臂单元包括上下平行设置的活动关节平台5和底座1，活动关节平台5和底座1之间设置有至少一个弹性连接单元3，弹性连接单元3的上下两端分别固定连接在述活动关节平台5和底座1上，活动关节平台5和底座1之间还设置有多个驱动装置4，每个驱动装置4的上下两端分别通过万向转动装置2与活动关节平台5和底座1相连接，驱动装置4包括缸体和沿着缸体向上伸出的活塞杆，活塞杆在气压或液压的作用下能沿着缸体来回移动，两个机械臂单元的活动关节平台固定连接。基座6和机械臂8之间设置有第二回转装置9。第一回转装置7为电机、回转气缸和回转液压缸中的一种。第二回转装置9为电机、回转气缸和回转液压缸中的一种。基座6下方设有滚轮。弹性连接单元3为弹簧。每个机械臂单元中，多个驱动装置在活动关节平台5和底座1之间均匀排布。万向转动装置2为球形铰链。以下以每个机械臂单元8具有三个驱动装置4为例来对本实施例的工作原理进行说明:如图1和图2所示可知:当两个机械臂单元8的驱动装置4分别同步运动时，机械手可沿Z轴移动；第一回转装置7或第二回转装置9工作时，机械手可绕Z轴转动；手爪10运动时，机械手可沿Y轴移动。此时，整个机械手具有三个自由度，实现机械手的直线往复运动和整体转动。如图2和图3所示可知，设两个机械臂单元8中位于下方的机械臂单元8为第一机械臂单元，位于上方的机械臂单元8为第二机械臂单元。当控制第一机械臂单元中的任意两个驱动装置4不工作，另一个驱动装置4收缩，活动关节平台5发生偏转，偏转的角度与驱动装置4收缩程度有关；当控制第一机械臂单元中的三个驱动装置4的收缩速度不同，也可实现活动关节平台5发生偏转，偏转的角度和方向与收缩速度分配有关。当第一机械臂单元和第二机械臂单元中的活动平台均偏转45°，两者就处在相互垂直的工作状态。此时，机械手的自由度增加到六个，具体如下所述:1)、手爪10运动时，机械手可沿X轴移动；2)、在上述工作状态下，控制第一机械臂单元中的两个运动同步的驱动装置4收缩或另一个驱动装置4回复，第一机械臂单元中的活动平台5发生顺时针转动，即实现机械手绕X轴移动；3)、在上述工作状态下，控制第二机械臂单元中的所有驱动装置4同步运动，即实现机械手沿Y轴移动；4)、第一回转装置9运动，机械手可绕Y轴转动；5)、在上述工作状态下，控制第一机械臂单元中的所有驱动装置4同步运动，即实现机械手沿Z轴移动；6)、第二回转装置9运动，机械手可绕Z轴转动；若联合控制第一回转装置7、机械臂单元8中的驱动装置4、第二回转装置9和手爪10，就可实现机械手关节的偏转或转动，模仿人手臂运动，满足多方位工作的要求。在整个工作过程中机械手运动受弹性阻力，运动平缓顺畅、冲击性小。以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。【主权项】1.一种多自由度机械手，其特征在于:包括从下往上依次连接的基座、机械臂、第一回转装置和手爪，所述机械臂包括上下对称设置的两个机械臂单元，每个机械臂单元包括上下平行设置的活动关节平台和底座，所述活动关节平台和底座之间设置有至少一个弹性连接单元，所述弹性连接单元的上下两端分别固定连接在所述活动关节平台和底座上，所述活动关节平台和底座之间还设置有多个驱动装置，每个驱动装置的上下两端分别通过万向转动装置与所述活动关节平台和底座相连接，所述驱动装置包括缸体和沿着所述缸体向上伸出的活塞杆，所述活塞杆在气压或液压的作用下能沿着所述缸体来回移动，所述两个机械臂单元的活动关节平台固定连接。2.如权利要求1所述的一种多自由度机械手，其特征在于:所述基座和机械臂之间设置有第二回转装置。3.如权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多自由度机械手，其特征在于：包括从下往上依次连接的基座、机械臂、第一回转装置和手爪，所述机械臂包括上下对称设置的两个机械臂单元，每个机械臂单元包括上下平行设置的活动关节平台和底座，所述活动关节平台和底座之间设置有至少一个弹性连接单元，所述弹性连接单元的上下两端分别固定连接在所述活动关节平台和底座上，所述活动关节平台和底座之间还设置有多个驱动装置，每个驱动装置的上下两端分别通过万向转动装置与所述活动关节平台和底座相连接，所述驱动装置包括缸体和沿着所述缸体向上伸出的活塞杆，所述活塞杆在气压或液压的作用下能沿着所述缸体来回移动，所述两个机械臂单元的活动关节平台固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：代光辉，张晴晴，许雪艳，唐燕翔，张志远，
申请(专利权)人：巢湖学院，
类型：新型
国别省市：安徽;34