自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械手裝置，尤其涉及一種自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提高大型五金器件和復(fù)雜零部件的運(yùn)輸效率，工程上常采用通過貨船進(jìn)行運(yùn)輸。然而，在其從貨船上搬運(yùn)至岸上的貨車上時或從貨車搬運(yùn)至貨船上時，碼頭常采用繩索將零件或部件進(jìn)行捆綁，再采用掛鉤和人工的配合對其進(jìn)行抓起、搬運(yùn)、釋放。這種搬運(yùn)方式存在著極大的安全隱患、工作效率也存在著極大的提升空間。
[0003]因此需要一種自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，機(jī)械手指可根據(jù)物品的形狀及大小調(diào)整其工作布局，保證被搬運(yùn)物品重心的平穩(wěn)性，不僅降低了較大的安全隱患，也提高了工作效率，同時體現(xiàn)了工業(yè)的智能化、自動化，進(jìn)而拓展了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明是一種自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，應(yīng)用在碼頭機(jī)械手臂上，對港口上大型復(fù)雜的零部件進(jìn)行智能搬運(yùn)，并對其被搬運(yùn)過程中的受力進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測及搬運(yùn)過程的實(shí)時監(jiān)控不僅提高了工作效率，降低了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，提高了貨物搬運(yùn)的安全性。
[0005]本發(fā)明的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，包括手指基座、連接于所述手指基座的多個自適應(yīng)手指以及用于驅(qū)動所述自適應(yīng)手指運(yùn)動的動力裝置；所述自適應(yīng)手指包括內(nèi)端鉸接于手指基座的內(nèi)桿、內(nèi)端鉸接于內(nèi)桿外端的中間桿以及內(nèi)端鉸接于中間桿外端的外桿；所述動力裝置包括連接于所述內(nèi)桿與中間桿之間鉸軸的第一伸縮件以及用于驅(qū)動所述外桿相對于中間桿轉(zhuǎn)動的第二伸縮件；所述外桿固定設(shè)有調(diào)整輪以及與該調(diào)整輪傳動配合的傳動帶，所述第二伸縮件連接于該傳動帶用于拉動調(diào)整輪轉(zhuǎn)動；
[0006]本發(fā)明的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置還包括控制器，所述第一伸縮件包括與控制器信號連接的第一人工肌肉，所述第二伸縮件包括與控制器信號連接的第二人工肌肉。
[0007]進(jìn)一步，所述外桿設(shè)有用于采集外桿與被抓取物之間壓力參數(shù)的壓力傳感器且該壓力傳感器信號連接于控制器；
[0008]本發(fā)明的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置還包括用于容納所述手指基座的桶形基體且所述手指基座可轉(zhuǎn)動設(shè)置于該基體內(nèi)；所述手指基座傳動連接有用于驅(qū)動手指基座轉(zhuǎn)動的電機(jī)；
[0009]進(jìn)一步，所述基體上固定設(shè)有控制臂，所述控制臂外端固定設(shè)有與控制器信號連接的攝像機(jī)；
[0010]進(jìn)一步，所述第一伸縮件還包括與第一人工肌肉同軸設(shè)置的第一回位彈簧且所述第一回位彈簧連接于所述內(nèi)桿與中間桿之間的鉸軸上；所述第二伸縮件還包括與傳動帶連接的第二回位彈簧；
[0011 ] 進(jìn)一步，所述自適應(yīng)手指設(shè)有六個并沿手指基座周向均勻分布。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，通過控制第一伸縮件的伸縮運(yùn)動可以控制自適應(yīng)手指的中間桿和內(nèi)桿發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，從而使自適應(yīng)手指伸出以抓取貨物，同時通過控制第一伸縮件的收縮可以控制自適應(yīng)手指的外桿相對于中間桿轉(zhuǎn)動，使外桿夾緊需要被抓取的貨物，本發(fā)明的機(jī)械手指可根據(jù)物品的形狀及大小調(diào)整其工作布局，類似于人的手指活動，保證被搬運(yùn)物品重心的平穩(wěn)性，不僅降低了較大的安全隱患，也提高了工作效率，同時體現(xiàn)了工業(yè)的智能化、自動化，進(jìn)而拓展了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的自適應(yīng)手指的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明的自適應(yīng)手指的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實(shí)施例的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，包括手指基座、連接于所述手指基座的多個自適應(yīng)手指以及用于驅(qū)動所述自適應(yīng)手指運(yùn)動的動力裝置；所述自適應(yīng)手指包括內(nèi)端鉸接于手指基座的內(nèi)桿2、內(nèi)端鉸接于內(nèi)桿2外端的中間桿3以及內(nèi)端鉸接于中間桿3外端的外桿4 ;所述動力裝置包括連接于所述內(nèi)桿2與中間桿3之間鉸軸的第一伸縮件以及用于驅(qū)動所述外桿4相對于中間桿3轉(zhuǎn)動的第二伸縮件；所述外桿4固定設(shè)有調(diào)整輪以及與該調(diào)整輪傳動配合的傳動帶，所述第二伸縮件連接于該傳動帶用于拉動調(diào)整輪轉(zhuǎn)動，通過控制第一伸縮件的伸縮運(yùn)動可以控制自適應(yīng)手指的中間桿3和內(nèi)桿2發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，從而使自適應(yīng)手指伸出以抓取貨物，同時通過控制第一伸縮件的收縮可以控制自適應(yīng)手指的外桿4相對于中間桿3轉(zhuǎn)動，使外桿4夾緊需要被抓取的貨物，本發(fā)明的機(jī)械手指可根據(jù)物品的形狀及大小調(diào)整其工作布局，類似于人的手指活動，保證被搬運(yùn)物品重心的平穩(wěn)性，不僅降低了較大的安全隱患，也提高了工作效率，同時體現(xiàn)了工業(yè)的智能化、自動化，進(jìn)而拓展了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍。
[0017]本實(shí)施例的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置還包括控制器，所述第一伸縮件包括與控制器信號連接的第一人工肌肉7，所述第二伸縮件包括與控制器信號連接的第二人工肌肉8，氣動人工肌肉是一種新型的拉伸型氣動執(zhí)行元件，當(dāng)通入壓縮空氣時，能像人類的肌肉那樣產(chǎn)生很強(qiáng)的收縮力，所以稱作氣動人工肌肉，氣動人工肌肉以嶄新的設(shè)計(jì)構(gòu)思突破了氣動執(zhí)行元件作功必須由壓縮空氣推動活塞這一傳統(tǒng)概念。與傳統(tǒng)的氣缸相比，省略了活塞、活塞桿、缸筒、密封圈等諸多零部件，主要由彈性橡膠內(nèi)管、纖維編織網(wǎng)外套和兩端部連接頭組成。氣動人工肌肉具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出力大、無機(jī)械運(yùn)動部件產(chǎn)生的摩擦、特別是安全、柔順等特點(diǎn)，本實(shí)施例中，通過控制器控制第一人工肌肉7與第二人工肌肉8的收縮可以控制自適應(yīng)手指伸出并可靠的抓緊貨物。
[0018]本實(shí)施例中，所述外桿4設(shè)有用于采集外桿4與被抓取物之間壓力參數(shù)的壓力傳感器且該壓力傳感器信號連接于控制器，自適應(yīng)手指上安裝壓力傳感器，控制器接受壓力信號后可對被抓取的物體受力的大小進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)，保證搬運(yùn)時物品受力的實(shí)時控制，避免被抓取物體脫落。
[0019]本實(shí)施例的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置還包括用于容納所述手指基座的桶形基體I且所述手指基座可轉(zhuǎn)動設(shè)置于該基體I內(nèi)；所述手指基座傳動連接有用于驅(qū)動手指基座轉(zhuǎn)動的電機(jī)，控制器控制電機(jī)傳動可以驅(qū)動手指基座轉(zhuǎn)動，手指基座可根據(jù)檢測裝置檢測的被搬運(yùn)物體形狀及重量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，以保證物體被搬運(yùn)過程中的平穩(wěn)性。
[0020]本實(shí)施例中，所述基體I上固定設(shè)有控制臂5，所述控制臂5外端固定設(shè)有與控制器信號連接的攝像機(jī)6，控制臂5可采用多連桿機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)6位置的調(diào)節(jié)，攝像機(jī)6用于實(shí)時監(jiān)控被抓取的物體，從而確定所需的自適應(yīng)手指數(shù)量，同時對自適應(yīng)手指的工作進(jìn)行分配，選取3-4個手指進(jìn)行工作，剩余手指只是簡單的輔助平衡作用。
[0021]本實(shí)施例中，所述第一伸縮件還包括與第一人工肌肉7同軸設(shè)置的第一回位彈簧9且所述第一回位彈簧9連接于所述內(nèi)桿2與中間桿3之間的鉸軸上；所述第二伸縮件還包括與傳動帶連接的第二回位彈簧10，當(dāng)人工肌肉放松時，通過回位彈簧實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)手指夾緊被抓取物體。
[0022]本實(shí)施例中，所述自適應(yīng)手指設(shè)有六個并沿手指基座周向均勻分布，并通過控制器判斷確定所需的自適應(yīng)手指。
[0023]最后說明的是，以上發(fā)明僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，其特征在于:包括手指基座、連接于所述手指基座的多個自適應(yīng)手指以及用于驅(qū)動所述自適應(yīng)手指運(yùn)動的動力裝置；所述自適應(yīng)手指包括內(nèi)端鉸接于手指基座的內(nèi)桿、內(nèi)端鉸接于內(nèi)桿外端的中間桿以及內(nèi)端鉸接于中間桿外端的外桿；所述動力裝置包括連接于所述內(nèi)桿與中間桿之間鉸軸的第一伸縮件以及用于驅(qū)動所述外桿相對于中間桿轉(zhuǎn)動的第二伸縮件；所述外桿固定設(shè)有調(diào)整輪以及與該調(diào)整輪傳動配合的傳動帶，所述第二伸縮件連接于該傳動帶用于拉動調(diào)整輪轉(zhuǎn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，其特征在于:還包括控制器，所述第一伸縮件包括與控制器信號連接的第一人工肌肉，所述第二伸縮件包括與控制器信號連接的第二人工肌肉。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，其特征在于:所述外桿設(shè)有用于采集外桿與被抓取物之間壓力參數(shù)的壓力傳感器且該壓力傳感器信號連接于控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，其特征在于:還包括用于容納所述手指基座的桶形基體且所述手指基座可轉(zhuǎn)動設(shè)置于該基體內(nèi)；所述手指基座傳動連接有用于驅(qū)動手指基座轉(zhuǎn)動的電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，其特征在于:所述基體上固定設(shè)有控制臂，所述控制臂外端固定設(shè)有與控制器信號連接的攝像機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，其特征在于:所述第一伸縮件還包括與第一人工肌肉同軸設(shè)置的第一回位彈簧且所述第一回位彈簧連接于所述內(nèi)桿與中間桿之間的鉸軸上；所述第二伸縮件還包括與傳動帶連接的第二回位彈簧。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，其特征在于:所述自適應(yīng)手指設(shè)有六個并沿手指基座周向均勻分布。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)機(jī)械手臂裝置，包括手指基座、連接于所述手指基座的多個自適應(yīng)手指以及用于驅(qū)動所述自適應(yīng)手指運(yùn)動的動力裝置；所述自適應(yīng)手指包括內(nèi)端鉸接于手指基座的內(nèi)桿、內(nèi)端鉸接于內(nèi)桿外端的中間桿以及內(nèi)端鉸接于中間桿外端的外桿，本發(fā)明應(yīng)用在碼頭機(jī)械手臂上，對港口上大型復(fù)雜的零部件進(jìn)行智能搬運(yùn)，并對其被搬運(yùn)過程中的受力進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測及搬運(yùn)過程的實(shí)時監(jiān)控不僅提高了工作效率，降低了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，提高了貨物搬運(yùn)的安全性。
【IPC分類】B25J15/10, B25J9/14
【公開號】CN104890002
【申請?zhí)枴緾N201510127223
【發(fā)明人】羅天洪, 馬翔宇, 劉淼
【申請人】重慶交通大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年3月20日