一种可行走机械臂的对接抓取机构及抓取方法技术

本发明专利技术公开了一种可行走机械臂的对接抓取机构及抓取方法，包括对接部分、对接接口、抓取装置和连接臂；对接部分包括限位环，限位环上设置与底座接触的固定爪；推动盘与密封筒连接，密封筒内安装电机，电机与传动轴上部连接，传动轴下部连接齿盘；抓取装置包括抓取爪，抓取爪上部通过连接销与第三连接接头相连；第三连接接头中部为圆柱体状中空，使对接部分通过；抓取爪的关节处通过连接杆与第一连接接头相连，第一连接接头上部与从动盘相连；从动盘中部为正四面体中空，使连接臂通过；连接臂内开有圆柱体状空腔，设置使对接部分上下运动的气缸；对接接口为圆筒状，安装于工作平面或基体结构上。本发明专利技术对于行走路径规划具有比较强的自由性。的自由性。的自由性。

【技术实现步骤摘要】
一种可行走机械臂的对接抓取机构及抓取方法


[0001]本专利技术属于机械人
，具体涉及一种可行走机械臂的对接抓取机构及抓取方法。

技术介绍

[0002]机械手臂作为机械人领域得到最广泛应用的机械自动化装置，在越来越多的领域展现出极高的应用价值。在制造业、航空航天以及医学、服务业发挥着越来越大的作用。它们被根据不同的使用场景设计出不同的外形，不同的结构运动形式。但是随着人类探索和工程
的拓展，部分原有设计已经难以适应愈加复杂的工作要求和环境。
[0003]由于机械臂的应用范围变得愈发广泛，对于不同的工况已经涌现出各种不同形式的机械手臂，但目前对于可行走机械臂的设计理念主要有通过履带带动整个机械臂实现行走运动，或者采用升降移动平台以实现机械臂的行走。这对于在复杂情况下的工程领域具有很大的局限性。并不便于实际应用。亦或者采用布置导轨来实现机械臂的移动，但若如此做就会导致占用较大空间，移动路径和轨迹是极其局限的。当受到振动时还有可能导致机械臂的脱轨。易造成事故的出现。在2021年，CN213796478U公布了一种用于机械臂生产的可移动导轨，其结构包括导轨底座和移动架，可以用于实现在机械臂生产过程中的移动。能够尽可能保证机械臂在生产过程中的位置稳定性，但是这种方案仅仅是实现了机械臂在生产流水线上的定向轨迹移动，不实现机械臂本身执行任务时的自行走。对于复杂环境下应用性还有欠缺。CN215548650U公布了一种用于机械臂的可移动升降操作平台，其结构包括升降平台和移动平台；其文中所述基座部分用于将升降平台与移动平台固定连接；所述立柱部分固定安装在基座部分上。但此方案升降行程有限，且在应用过程中对竖直方向上的空间要求较大。应用工况受到局限。CN215201969U公布了一种可移动式智能机械臂，其结构主要包括：车架、机械抓取装置、采集装置、探测装置、供电装置、主控驱动装置和中央处理器。其通过车轮转动使连接有机械臂的小车沿着定位轨迹运动，从而提高机械臂的工作范围。但是这种设计的缺陷就是结构复杂，当处于像海洋、荒野此类特殊环境下适用性便会变得很差，对于太空或者某些其他大型机械的崎岖表面，便会难以适用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可行走机械臂的对接抓取机构及抓取方法。
[0005]本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：
[0006]一种可行走机械臂的对接抓取机构，包括对接部分、对接接口、抓取装置和连接臂；
[0007]所述对接部分包括限位环、固定爪、连接轴、推动盘、密封筒、传动轴、底座及齿盘；限位环上设置有固定爪，与底座连接，限制固定爪的运动行程；推动盘与密封筒连接，密封筒内安装电机，电机与传动轴上部连接，传动轴下部连接齿盘；连接轴下面通过传动轴连接齿盘；
[0008]所述抓取装置包括抓取爪和从动盘；所述抓取爪上部通过连接销与第三连接接头相连；第三连接接头中部为圆柱体状中空，内径与对接部分外径相同，使对接部分通过，第三连接接头与连接臂连接；抓取爪的关节处，通过连接杆与第一连接接头相连，第一连接接头上部与从动盘相连；所述从动盘中部为正四面体中空，使连接臂通过；
[0009]所述连接臂为长方体，内开有圆柱体状空腔，设置使对接部分上下运动的气缸；连接臂的上部装有同步运动电机，同步运动电机传动轴与连杆的一端连接，连杆的另一端通过第一连接销与传动杆上端连接，传动杆下端与从动盘连接；连接臂上部安装与其他机械工作臂相连的第二连接接头；
[0010]所述对接接口为圆筒状，安装于工作平面或基体结构上，对接接口外侧设置与固定爪配合的有第一卡槽，内侧设置有与固定爪配合的第二卡槽。
[0011]进一步地，所述固定爪为3个沿圆周分布，每隔120
°
布置一个；固定爪内侧有与齿盘啮合的齿条，外侧设置有能卡入第二卡槽的啮合部分。
[0012]进一步地，所述对接接口的第一卡槽和第二卡槽均按照圆周分布每隔120
°
布置。
[0013]进一步地，所述同步运动电机为4个，沿长方体连接臂的四面布置。
[0014]进一步地，所述连接臂内部的气缸被对接部分分为上下两部分，分别进行加压与泄压；在气缸的上侧装有第一气芯，下侧装有第二气芯。
[0015]进一步地，所述连接臂上装有电源及控制指令发出部分。
[0016]一种可行走机械臂的对接抓取方法，具体步骤如下：
[0017]步骤1：将对接接口按照机械臂所需要的工作和移动路径布置安装于工作平面或基体结构上；
[0018]步骤2：将两个可行走机械臂的对接抓取机构通过第二对接接头分别安装于其他具有多级连接臂首尾两端；
[0019]步骤3启动控制指令发出部分、同步运动电机及电机；
[0020]步骤4：在机械臂需要行走的工况下，根据步骤1至3安装好后的机械臂一端的对接抓取机构中的第二气芯对气缸上部进行加压，气缸下部压力保持不变，推出对接部分，对接部分与下一步机械臂所需到达的对接点的对接接口对接，电机开始工作，带动齿盘转动，此时设置有齿条的固定爪便被齿盘带动开始向外运动，直至固定爪到达限位环的限定位置，固定爪被卡入第二卡槽中；
[0021]步骤5：步骤4完成后，同步运动电机开始工作，带动连杆转动到指定位置，布置于连接臂四周的传动杆将会向下运动，使得从动盘沿着连接臂向下运动，使三根连接杆下压，抓取爪做出抓夹动作，抓取爪卡入对接接口外侧的第一卡槽中，此时机械臂的一端固定完成；
[0022]步骤6：步骤5完成后，机械臂对工件进行夹取，利用安装在另一端的抓取机构夹取；此时另一端的对接抓取机构的对接部分无需伸出，只需要使该端对接抓取机构的同步运动电机带动连杆转动，传动杆上下运动，使抓取爪做出抓取和张开的动作；如果需要机械臂行走到工作平面的指定位置，另一端的对接抓取机构对该端气缸上部进行加压，气缸下部压力保持不变，推出对接部分，与下一步机械臂所需到达的点对接口对接，然后使其重复上述步骤4和5；
[0023]步骤7：当机械臂两端的对接抓取机构均与不同的对接接口对接固定好后，如需要
实现交替行走，即使一端的对接抓取机构与对接接口解除固定；此时使同步运动电机工作，带动连杆转动，使传动杆向上拉动从动盘向上运动，使抓取爪张开；然后电机工作，带动齿盘反方向旋转，使固定爪收回；随后第一气芯对气缸下部进行加压，第二气芯对气缸上部进行泄压，使对接部分沿着气缸推回，从对接接口处抽出；对接抓取机构的一端被解除固定，移动到下一个行走路径上的对接点进行对接，使交替行走。
[0024]本专利技术的有益效果在于：
[0025]本专利技术所述的一种可行走机械臂的对接抓取机构，占用空间小；适用范围广，对于复杂环境具有良好适应性；对于行走路径规划具有比较强的自由性，使用灵活；能够在各个规划的路径点之间实现自行走和对目标的抓取工作的灵活转换；可以与其他工作臂和连接臂相连，具有较好的可移植性；使得本专利技术的适用范围更加广泛。
附图说明
[0026]图1为本专利技术可行走本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可行走机械臂的对接抓取机构，其特征在于：包括对接部分(1)、对接接口(2)、抓取装置和连接臂(19)；所述对接部分(1)包括限位环(7)、固定爪(5)、连接轴(6)、推动盘(20)、密封筒(21)、传动轴(22)、底座(23)及齿盘(26)；限位环(7)上设置有固定爪(5)，限位环(7)与底座(23)连接，限制固定爪(5)的运动行程；推动盘(20)与密封筒(21)连接，密封筒(21)内安装电机(28)，电机(28)与传动轴(22)上部连接，传动轴(22)下部连接齿盘(26)；连接轴(6)下面通过传动轴(22)连接齿盘(26)；所述抓取装置包括抓取爪(8)和从动盘(11)；所述抓取爪(8)上部通过连接销与第三连接接头(18)相连；第三连接接头(18)中部为圆柱体状中空，内径与对接部分(1)外径相同，使对接部分(1)通过，第三连接接头(18)与连接臂(19)连接；抓取爪(8)的关节处，通过连接杆(9)与第一连接接头(10)相连，第一连接接头(10)上部与从动盘(11)相连；所述从动盘(11)中部为正四面体中空，使连接臂(19)通过；所述连接臂(19)为长方体，内开有圆柱体状空腔，设置使对接部分(1)上下运动的气缸(27)；连接臂(19)的上部装有同步运动电机(17)，同步运动电机(17)传动轴与连杆(16)的一端连接，连杆(16)的另一端通过第一连接销(15)与传动杆(12)上端连接，传动杆(12)下端与从动盘(11)连接；连接臂(19)上部安装与其他机械工作臂相连的第二连接接头(14)；所述对接接口(2)为圆筒状，安装于工作平面或基体结构上，对接接口(2)外侧设置与固定爪(5)配合的有第一卡槽(3)，内侧设置有与固定爪(5)配合的第二卡槽(4)。2.根据权利要求1所述的一种可行走机械臂的对接抓取机构，其特征在于：所述固定爪(5)为3个沿圆周分布，每隔120
°
布置一个；固定爪(5)内侧有与齿盘(26)啮合的齿条(24)，外侧设置有能卡入第二卡槽(4)的啮合部分(25)。3.根据权利要求1所述的一种可行走机械臂的对接抓取机构，其特征在于：所述对接接口(2)的第一卡槽(3)和第二卡槽(4)均按照圆周分布每隔120
°
布置。4.根据权利要求1所述的一种可行走机械臂的对接抓取机构，其特征在于：所述同步运动电机(17)为4个，沿长方体连接臂(19)的四面布置。5.根据权利要求1所述的一种可行走机械臂的对接抓取机构，其特征在于：所述连接臂(19)内部的气缸(27)被对接部分(1)分为上下两部分，分别进行加压与泄压；在气缸(27)的上侧装有第一气芯(29)，下侧装有第二气芯(30)。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：何良泽，李晨亮，郑思宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：