一种变胞装载机械手制造技术

一种变胞装载机械手，所述变胞装载机械手由电动机、主动杆、连杆系、大臂、滑块、弹簧、抓手、车体、限位块构成。通过多构件合并固结成一个变胞构件，改变活动构件数量、改变机构拓扑结构、改变机构自由度，得到机构的不同构态，具有可控、可调性能，适应不同的工作任务。所述变胞装载机械手工作过程共分为五个子工作阶段：抓取阶段、举升阶段、运输阶段、下降阶段、释放阶段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及装载机械手设计领域，特别是一种新型变胞装载机械手。
技术介绍
装载机是一种重要机械，在货物搬运中装车运输是一项劳动强度大且工作条件十分艰苦的工作。目前，把捆装好的货物从地面装入卡车的工作多数要依靠人力来完成，这项工作既费时又费力。传统的装载机械多为液压驱动，液压元件制造和维护费用高，液压油容易泄漏，而且装载机械为固定自由度机构，运动空间有限，不能根据功能需求或环境变化改变其工作空间。变胞机构是一类具有多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征的机构。可根据功能需求或环境等的变化，进行自我重组和重构，在运动中改变构态，使变胞机构适应不同的任务需求，应用于不同的场合。为了克服传统液压式装载机械存在的缺点，将变胞机构理论应用于装载机械手设计，设计出一种满足搬运需求的新型变胞装载机械手。使装载机械手更大发挥其功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型变胞装载机械手，它能通过构件的合并使多个构件固结成一个变胞构件，改变活动构件数量、改变拓扑结构，进行自我重组和重构，使装载机械手适应不同工作阶段的任务需求，灵活应用于不同场合。本专利技术通过以下技术方案达到上述目的：一种新型变胞装载机械手，由电动机、主动杆、连杆系、大臂、滑块、弹簧、抓手、车体、限位块构成。所述电动机为可控电动机，电动机固连在车体上，主动杆由电动机驱动，通过编程实现机械手在工作空间内的装载工作；所述连杆系包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；所述限位块包括第一限位块和第二限位块，两个限位块固连在大臂上；所述滑块套在大臂上，滑块与大臂之间可以相对移动，滑块运动路程受第一限位块和第二限位块限制；所述弹簧套在大臂上，一端连接滑块，另一端与第二限位块连接，滑块受到弹簧的约束，约束力的大小为预设值，通过弹簧控制滑块的运动情况；大臂与车体、主动杆与第一连杆、第一连杆与第二连杆、第一连杆与第三连杆、第二连杆与大臂、第三连杆与滑块、第四连杆与滑块、第四连杆与抓手、抓手与大臂之间通过铰链相连。所述新型变胞装载机械手工作过程共分为五个子工作阶段：抓取阶段、举升阶段、运输阶段、下降阶段、释放阶段。本专利技术的突出优点在于。1、新型变胞装载机械手在工作过程中，能够通过构件的合并/分开，在运动中改变构态，使装载机构适应不同工作阶段的任务需求，灵活应用于不同场合。2、新型变胞装载机械手在装载货物的过程中，只需一台驱动电动机就能完成抓取、举升、运输、下降、释放等工作任务。3、采用电动机驱动、连杆传动的方式，能有效克服液压系统零部件加工装配要求高、维护保养困难、易产生漏油等缺点。附图说明图1为本专利技术所述的新型变胞装载机械手总体结构示意图。图2(a)为本专利技术所述的新型变胞装载机械手抓取前姿态。图2(b)为本专利技术所述的新型变胞装载机械手抓取后姿态。图3为本专利技术所述的新型变胞装载机械手举升阶段姿态。图4为本专利技术所述的新型变胞装载机械手运输阶段姿态。图5(a)为本专利技术所述的新型变胞装载机械手下降前姿态。图5(b)为本专利技术所述的新型变胞装载机械手下降后姿态。图6为本专利技术所述的新型变胞装载机械手释放时姿态。具体实施方式下面结合附图所示实施方式对本专利技术的技术方案作进一步说明。对照图1，所述新型变胞装载机械手，由电动机1、主动杆2、第一连杆3、第二连杆4、大臂5、滑块6、弹簧7、第三连杆8、第四连杆9、抓手10、车体11、第一限位块12和第二限位块13构成。电动机1为可控电动机，电动机1固连在车体11上，主动杆2由电动机1驱动，通过编程实现机械手在工作空间内的装载工作；第一限位块12和第二限位块13固连在大臂5上；滑块6套在大臂5上，滑块6与大臂5之间可以相对移动，滑块6运动路程受第一限位块12和第二限位块13限制；弹簧7套在大臂5上，一端连接滑块6，另一端与第二限位块13连接，滑块6受到弹簧7的约束，约束力的大小为预设值。对照图2(a)、图2(b)，初始时，滑块6在弹簧7的弹力作用下处于左极限位置，当主动杆2在电动机1驱动下逆时针转动一角度时，在机械手重力及主动杆2驱动下，机械手绕大臂5与车体11之间的固定铰链顺时针转动，大臂5与地面货物接触，此时，大臂5与电动机1、车体11合并成一个变胞构件，顺时针转动主动杆2，滑块6在第三连杆8的作用下，向右移动，使抓手10转动抓紧物品，完成抓取功能。对照图3，继续转动主动杆2，抓手10抓紧物品处于极限位置，滑块6相应处于右极限位置，此时，大臂5、第二连杆4、第三连杆8、第四连杆9、滑块6和抓手10固结成为一个变胞构件，在主动杆2的驱动下，大臂5升起，物品被举升。对照图4，在运输阶段中，机构各构件位置保持不变，推动装载机械手移动，使货物置于装载平台上方。对照图5(a)、图5(b)，主动杆2顺时针转动一定角度，因为大臂5及物品的重力远大于弹簧的弹力，此时，滑块6仍处于右极限位置，大臂5、第二连杆4、第三连杆8、第四连杆9、滑块6和抓手10仍固结为一个变胞构件，在大臂5及物品的重力作用下，该变胞构件绕大臂5与车体11之间的固定铰链顺时针转动，物品被放下，实现下降功能。对照图6，继续转动主动杆2，滑块6在第三连杆8及弹簧7的弹力作用下向左运动，使抓手10转动，释放物品，完成释放功能，货物装载完毕。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型变胞装载机械手，其特征在于，该装载机械手由电动机、主动杆、连杆系、大臂、滑块、弹簧、抓手、车体、限位块构成；所述连杆系包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；所述限位块包括第一限位块和第二限位块，两个限位块固连在大臂上；大臂与车体、主动杆与第一连杆、第一连杆与第二连杆、第一连杆与第三连杆、第二连杆与大臂、第三连杆与滑块、第四连杆与滑块、第四连杆与抓手、抓手与大臂之间通过铰链相连。

【技术特征摘要】
1.一种新型变胞装载机械手，其特征在于，该装载机械手由电动机、主动杆、连杆系、大臂、滑块、弹簧、抓手、车体、限位块构成；所述连杆系包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；所述限位块包括第一限位块和第二限位块，两个限位块固连在大臂上；大臂与车体、主动杆与第一连杆、第一连杆与第二连杆、第一连杆与第三连杆、第二连杆与大臂、第三连杆与滑块、第四连杆与滑块、第四连杆与抓手、抓手...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宪芝，杨锡军，王桂荣，殷宝麟，刘春山，王淑铭，陈思羽，
申请(专利权)人：佳木斯大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23