本發(fā)明涉及搬運機械手技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車間搬運用多自由度液壓驅(qū)動機械手。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域，工業(yè)機器人經(jīng)過誕生、成長、成熟期后，已成為不可缺少的核心自動化裝備，目前世界上約有近百萬臺工業(yè)機器人正在各種生產(chǎn)現(xiàn)場工作。在非制造領(lǐng)域，上至太空艙、宇宙飛船、月球探險，下至極限環(huán)境作業(yè)、醫(yī)療手術(shù)、日常生活服務(wù)，機器人技術(shù)的應(yīng)用已拓展到社會經(jīng)濟發(fā)展的諸多領(lǐng)域?？茖W技術(shù)的不斷進步，推動著機器人技術(shù)不斷發(fā)展和完善；機器人技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，又促進了人民生活的改善，推動著生產(chǎn)力的提高和整個社會的進步。機器人技術(shù)作為當今科學技術(shù)發(fā)展的前沿學科，將成為未來社會生產(chǎn)和生活中不可缺少的一門技術(shù)。

在當今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平，目前，工業(yè)機器人主要承擔著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復(fù)性并且勞動強度極大的工作。用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機械手。機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為工業(yè)機械手。

工業(yè)機械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學科——機械手工程。機械手涉及到力學、機械學、電器液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學領(lǐng)域，是一門跨學科綜合技術(shù)。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。

現(xiàn)有的大多數(shù)機械手能夠?qū)崿F(xiàn)的自由度通常較為有限，并且機械手的抓取力量以及穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致這些機械手能夠適應(yīng)的工作環(huán)境較少，無法在一些復(fù)雜的工況下進行搬運工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種車間搬運用多自由度液壓驅(qū)動機械手，克服現(xiàn)有機械手的不足，能實現(xiàn)空間五自由度的運動，并且機械手的抓取力量以及抓取穩(wěn)定性都較好，能在較多環(huán)境下代替人工進行作業(yè)，提高工作效率。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種車間搬運用多自由度液壓驅(qū)動機械手，所述機械手為圓柱坐標式機械手，機械手具有五個自由度，其中，第一自由度為手抓張合，第二自由度為手部回轉(zhuǎn)，第三自由度為手臂伸縮，第四自由度為手臂回轉(zhuǎn)，第五自由度為手臂升降；

所述機械手包括手部夾持機構(gòu)、腕部回轉(zhuǎn)機構(gòu)、伸縮手臂機構(gòu)以及機身機構(gòu)；

所述機身機構(gòu)包括基座、回轉(zhuǎn)缸、升降缸和回轉(zhuǎn)臂，回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上，回轉(zhuǎn)臂與回轉(zhuǎn)缸的上端蓋連接，回轉(zhuǎn)缸的動片與缸體連接，由缸體帶動回轉(zhuǎn)臂做回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿一體設(shè)置，活塞桿為空心活塞桿，活塞桿內(nèi)裝一花鍵套與花鍵軸配合，活塞升降由花鍵軸導(dǎo)向，花鍵軸與升降缸的下端蓋通過花鍵固定，下端蓋與設(shè)置在地面上的基座固定連接。

所述手部夾持機構(gòu)包括手爪以及驅(qū)動手爪做夾緊運動的直線型夾緊液壓缸，手爪包括指座、兩個夾持手指以及用于傳遞夾緊液壓缸動力的伸縮桿，指座與夾緊液壓缸的缸體之間固定連接，夾緊液壓缸的活塞桿與手爪的伸縮桿傳動連接；

所述伸縮手臂機構(gòu)為雙導(dǎo)向桿伸縮手臂結(jié)構(gòu)，伸縮手臂機構(gòu)包括雙導(dǎo)向桿液壓缸以及液壓缸底板，液壓缸底板固定設(shè)置在回轉(zhuǎn)臂的上端，雙導(dǎo)向桿液壓缸安裝在液壓缸底板上；

所述腕部回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在伸縮手臂機構(gòu)的前端，用于連接手部夾持機構(gòu)和伸縮手臂機構(gòu)，并且實現(xiàn)手部夾持機構(gòu)的回轉(zhuǎn)運動，腕部回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用回轉(zhuǎn)液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)置，回轉(zhuǎn)液壓缸的定片與后蓋之間以及回轉(zhuǎn)缸體和前蓋之間均采用螺釘和銷子進行連接和定位，回轉(zhuǎn)液壓缸的動片與手部夾持機構(gòu)中的夾緊液壓缸缸體之間為鍵連接，當回轉(zhuǎn)液壓缸的兩腔分別通入液壓油時，驅(qū)動動片連同夾緊液壓缸缸體和指座一同轉(zhuǎn)動。

有益效果

1、本發(fā)明的液壓驅(qū)動機械手能實現(xiàn)空間五自由度的運動，克服現(xiàn)有機械手的不足，結(jié)構(gòu)簡單，具有可控、可調(diào)、性能優(yōu)良、輸出柔性等性能，能在較多環(huán)境下代替人工進行作業(yè)，提高工作效率；

2、本發(fā)明的液壓驅(qū)動機械手采用液壓傳動，液壓出力大，臂力可以達到1000N以上，且可用電液伺服機構(gòu)，實現(xiàn)連續(xù)控制，使機械手用途更廣，定位精度一般非常高，在1mm以內(nèi)；

3、本發(fā)明的液壓驅(qū)動機械手選擇配置二指夾持手指，抓取一般棒料。必要時可以更換手抓，抓取箱體等。

附圖說明

圖1為本發(fā)明液壓驅(qū)動機械手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明液壓驅(qū)動機械手的手爪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標記：1、回轉(zhuǎn)臂，2、手爪，3、雙導(dǎo)向桿液壓缸，4、回轉(zhuǎn)液壓缸。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的說明：

如圖所示:一種車間搬運用多自由度液壓驅(qū)動機械手，所述機械手為圓柱坐標式機械手，機械手具有五個自由度，其中，第一自由度為手抓張合，第二自由度為手部回轉(zhuǎn)，第三自由度為手臂伸縮，第四自由度為手臂回轉(zhuǎn)，第五自由度為手臂升降；所述機械手包括手部夾持機構(gòu)、腕部回轉(zhuǎn)機構(gòu)、伸縮手臂機構(gòu)以及機身機構(gòu)；所述機身機構(gòu)包括基座、回轉(zhuǎn)缸、升降缸和回轉(zhuǎn)臂1，回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上，回轉(zhuǎn)臂1與回轉(zhuǎn)缸的上端蓋連接，回轉(zhuǎn)缸的動片與缸體連接，由缸體帶動回轉(zhuǎn)臂1做回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿一體設(shè)置，活塞桿為空心活塞桿，活塞桿內(nèi)裝一花鍵套與花鍵軸配合，活塞升降由花鍵軸導(dǎo)向，花鍵軸與升降缸的下端蓋通過花鍵固定，下端蓋與設(shè)置在地面上的基座固定連接。所述手部夾持機構(gòu)包括手爪2以及驅(qū)動手爪2做夾緊運動的直線型夾緊液壓缸，手爪2包括指座、兩個夾持手指以及用于傳遞夾緊液壓缸動力的伸縮桿，指座與夾緊液壓缸的缸體之間固定連接，夾緊液壓缸的活塞桿與手爪2的伸縮桿傳動連接；所述伸縮手臂機構(gòu)為雙導(dǎo)向桿伸縮手臂結(jié)構(gòu)，伸縮手臂機構(gòu)包括雙導(dǎo)向桿液壓缸3以及液壓缸底板，液壓缸底板固定設(shè)置在回轉(zhuǎn)臂1的上端，雙導(dǎo)向桿液壓缸3安裝在液壓缸底板上；所述腕部回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在伸縮手臂機構(gòu)的前端，用于連接手部夾持機構(gòu)和伸縮手臂機構(gòu)，并且實現(xiàn)手部夾持機構(gòu)的回轉(zhuǎn)運動，腕部回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用回轉(zhuǎn)液壓缸4結(jié)構(gòu)設(shè)置，回轉(zhuǎn)液壓缸4的定片與后蓋之間以及回轉(zhuǎn)缸體和前蓋之間均采用螺釘和銷子進行連接和定位，回轉(zhuǎn)液壓缸4的動片與手部夾持機構(gòu)中的夾緊液壓缸缸體之間為鍵連接，當回轉(zhuǎn)液壓缸4的兩腔分別通入液壓油時，驅(qū)動動片連同夾緊液壓缸缸體和指座一同轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明液壓驅(qū)動機械手的工作原理及過程為：工作時，回轉(zhuǎn)臂在回轉(zhuǎn)缸的驅(qū)動下可以做回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)臂在升降缸的驅(qū)動下可以做升降運動，回轉(zhuǎn)臂在做回轉(zhuǎn)運動和升降運動的同時會帶著伸縮手臂機構(gòu)一同運動，伸縮手臂機構(gòu)的手臂會在雙導(dǎo)向桿液壓缸的作用下伸長或縮短，手部機構(gòu)通過夾緊液壓缸可以實現(xiàn)夾持動作，同時在腕部機構(gòu)回轉(zhuǎn)液壓缸的驅(qū)動下進行回轉(zhuǎn)運動，能實現(xiàn)空間五自由度的運動（第一自由度為手抓張合，第二自由度為手部回轉(zhuǎn)，第三自由度為手臂伸縮，第四自由度為手臂回轉(zhuǎn)，第五自由度為手臂升降），克服現(xiàn)有機械手的不足，結(jié)構(gòu)簡單，具有可控、可調(diào)、性能優(yōu)良、輸出柔性等性能，能在較多環(huán)境下代替人工進行作業(yè)，提高工作效率。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。