本發(fā)明涉及核電站機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種基于行星輪系的桁架機(jī)械手。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今核電站反應(yīng)堆都是利用金屬鈾等材料的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)產(chǎn)生巨大的熱能,在裂變的過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生一定的放射性污染物。核電站回路中，化學(xué)和容積控制系統(tǒng)RCV濾芯需要定期更換。

美國(guó)RoboProbe Technologies公司研制的一種7自由度的液壓驅(qū)動(dòng)操作手臂PREDATOR，用于核工廠設(shè)備的維護(hù)維修和核物質(zhì)處理工作，有效減少了工作的事故率，能夠以與人類(lèi)相似的移動(dòng)和速度完成工作任務(wù)。美國(guó)Schilling Robotics公司生產(chǎn)的TITAN系列機(jī)械手臂具有較強(qiáng)的抗輻射能力，其中TITAN T-Gamma由一個(gè)六關(guān)節(jié)的微縮主手進(jìn)行控制，在屏幕上顯示出操作狀態(tài)，具有易于操作的特點(diǎn)，目前被核電力工廠及美國(guó)能源部應(yīng)用在包括核電站的維修、日常核清理及核廢物處理等方面。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)大多采用人力更換，更換濾芯作業(yè)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)系數(shù)極高，無(wú)法避免強(qiáng)輻射危險(xiǎn)。一旦發(fā)生事故，會(huì)造成人員和經(jīng)濟(jì)的極大損失。由于核電站作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、核輻射及核泄漏的威脅，開(kāi)發(fā)一款作業(yè)穩(wěn)定性好的機(jī)械手顯得尤為重要。

現(xiàn)有的相關(guān)抓取機(jī)械手,如申請(qǐng)?zhí)枮?01511002154.5的中國(guó)專利公開(kāi)的托輥?zhàn)トC(jī)械手,其兩個(gè)手爪外形分別為同一直徑的半圓,其只能抓取同一種規(guī)格的圓柱型物體,對(duì)于不同直徑的物體還需要更換不同規(guī)格的機(jī)械手指才能完成作業(yè)任務(wù)；如申請(qǐng)?zhí)枮?01610330802.8的中國(guó)專利公開(kāi)的用于核電站更換濾芯的雙作用機(jī)械手，其末端執(zhí)行器一端用于松緊螺母，另一端用于更換濾芯，只能實(shí)現(xiàn)對(duì)單一螺母的定位與松緊，并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于行星輪系的桁架機(jī)械手。該機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)一次多螺母定位，夾取精度高，采用線性運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定性好，工作效率顯著提高。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：提供一種基于行星輪系的桁架機(jī)械手，其特征在于該機(jī)械手包括行星輪系結(jié)構(gòu)、撥爪結(jié)構(gòu)、上層、夾裝結(jié)構(gòu)、下層和外框架，所述上層和下層均能沿外框架的高度方向上下移動(dòng)，行星輪系結(jié)構(gòu)和撥爪結(jié)構(gòu)按照上下位置分別固定在上層上，在下層上安裝夾裝結(jié)構(gòu)；

所述上層包括拉取結(jié)構(gòu)、上層頂板、上層邊框、工字板電機(jī)、上層底板和工字板；上層頂板和上層底板通過(guò)上層邊框固定連接，且上層頂板和上層底板能沿外框架的高度方向上下移動(dòng)；所述工字板的四個(gè)邊角上分別連接有一個(gè)導(dǎo)軌，四個(gè)導(dǎo)軌平行設(shè)置，且四個(gè)導(dǎo)軌的兩端均固定在上層邊框上，所述四個(gè)導(dǎo)軌中有一個(gè)導(dǎo)軌為滾珠絲杠，該滾珠絲杠的一端通過(guò)聯(lián)軸器連接工字板電機(jī)，所述工字板電機(jī)通過(guò)電機(jī)基座和電機(jī)彎板固定于上層底板上；工字板電機(jī)驅(qū)動(dòng)該滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)；所述拉取結(jié)構(gòu)固定在上層底板的下表面；

所述拉取結(jié)構(gòu)包括拉鉤和拉取電機(jī)，在上層底板的下表面，沿工字板的運(yùn)動(dòng)方向上，平行布置兩根導(dǎo)軌，其中一根導(dǎo)軌為滾珠絲杠，滾珠絲杠通過(guò)聯(lián)軸器與拉取電機(jī)連接，所述拉取電機(jī)通過(guò)電機(jī)彎板固定于上層底板的下表面，所述拉鉤與上層底板下表面的滾珠絲杠的螺母座連接；

所述行星輪系結(jié)構(gòu)包括擰螺母電機(jī)、后擋板、內(nèi)嚙合大齒輪、主動(dòng)齒輪、驅(qū)動(dòng)軸、擋片、行星輪、連接軸、大軸承、小軸承及萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)；所述擰螺母電機(jī)通過(guò)電機(jī)彎板、電機(jī)基座固定在工字板的上部，擰螺母電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)軸的一端連接，驅(qū)動(dòng)軸的另一端穿過(guò)后擋板，并通過(guò)大軸承將后擋板與主動(dòng)齒輪固定連接；所述內(nèi)嚙合大齒輪與主動(dòng)齒輪同軸安裝在后擋板的前部，在內(nèi)嚙合大齒輪與主動(dòng)齒輪之間的空間內(nèi)均勻布置有若干數(shù)量的行星輪，若干數(shù)量的行星齒輪均與內(nèi)嚙合大齒輪和主動(dòng)齒輪相嚙合，每個(gè)行星齒輪的前端面均設(shè)有萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)安裝孔，萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)安裝于萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)，每個(gè)行星輪均通過(guò)相應(yīng)的連接軸、小軸承與后擋板連接；同時(shí)在每個(gè)行星輪的前端面上均安裝擋片；

所述撥爪結(jié)構(gòu)包括撥爪、拉桿、套筒、撥爪開(kāi)合電機(jī)、齒輪、齒條和拉伸桿，所述套筒固定于工字板的下部上，撥爪開(kāi)合電機(jī)通過(guò)電機(jī)基座和電機(jī)彎板固定于工字板上；所述拉伸桿前端穿過(guò)套筒，與若干數(shù)量的撥爪連接，拉伸桿后部設(shè)有齒條，所述撥爪開(kāi)合電機(jī)的輸出軸連接齒輪，齒輪與拉伸桿上的齒條相嚙合；所述套筒的外部通過(guò)銷(xiāo)軸均勻連接有與行星輪數(shù)量相匹配的拉桿，每個(gè)拉桿的另一端通過(guò)銷(xiāo)軸連接相應(yīng)撥爪的中部，撥爪數(shù)量與拉桿數(shù)量一致；

所述下層包括夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)和下層板；下層板的四個(gè)邊角與外框架連接，下層板能沿外框架的高度方向上下移動(dòng)；在下層板的上表面沿工字板的運(yùn)動(dòng)方向上，平行布置有兩個(gè)滾珠絲杠，這兩個(gè)滾珠絲杠均通過(guò)聯(lián)軸器連接有一個(gè)夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)，夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)電機(jī)彎板固定于下層板；在下層上的兩個(gè)滾珠絲杠上安裝有兩個(gè)夾裝結(jié)構(gòu)，一個(gè)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)一個(gè)夾裝結(jié)構(gòu)動(dòng)作，夾裝結(jié)構(gòu)在相應(yīng)滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)下前后移動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明的行星輪系結(jié)構(gòu)是一種新型高效的松緊螺母結(jié)構(gòu)，在行星輪系中有四個(gè)行星輪，每個(gè)行星輪上加工有六角形孔，六角形孔內(nèi)安裝萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)，對(duì)于位置固定的多螺母結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)一次多定位，使松緊螺母的時(shí)間大大縮短，且齒輪的嚙合可以使各螺母受力接近一致。其安裝的萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)，對(duì)工具和螺母尺寸匹配的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低，適應(yīng)性更強(qiáng)。

2)本發(fā)明的撥爪結(jié)構(gòu)上裝有四個(gè)撥爪，通過(guò)拉伸桿的線性運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制四個(gè)撥爪的開(kāi)合，以此可以實(shí)現(xiàn)一次撥多個(gè)螺母，且拉伸桿上裝有齒條，通過(guò)撥爪開(kāi)合電機(jī)上齒輪與齒條嚙合驅(qū)動(dòng)拉伸桿，撥爪工作精度高；在上下兩個(gè)撥爪各有一個(gè)楔形塊，在過(guò)濾器外蓋的開(kāi)合過(guò)程中用此結(jié)構(gòu)卡住過(guò)濾器外蓋，工作效率顯著提高。

3)采用由夾裝電機(jī)控制夾子運(yùn)動(dòng)的夾裝結(jié)構(gòu)，可以?shī)A持不同尺寸的濾芯，且?jiàn)A持穩(wěn)定，此機(jī)械手工作時(shí)，采用兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的夾裝結(jié)構(gòu)輪流運(yùn)動(dòng)，可以有效減少桁架的結(jié)構(gòu)尺寸。

4)本發(fā)明整體采用桁架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)清晰，動(dòng)作穩(wěn)定，各層功能明確，與多關(guān)節(jié)手臂結(jié)構(gòu)機(jī)械手相比，整體穩(wěn)定性好。用對(duì)角線上的滾珠絲杠和螺母座配合實(shí)現(xiàn)桁架層(上層和下層)的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)精度高，結(jié)構(gòu)變形小。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手一種實(shí)施例的總體主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手上層3的右視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手上層的拉取結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手一種實(shí)施例的行星輪系結(jié)構(gòu)的等軸測(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手行星輪系結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手一種實(shí)施例的萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手一種實(shí)施例的撥爪結(jié)構(gòu)2的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手一種實(shí)施例的下層5的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手一種實(shí)施例的夾裝結(jié)構(gòu)4的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手的外框架的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為圖10中A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-行星輪系結(jié)構(gòu)、2-撥爪結(jié)構(gòu)、3-上層、4-夾裝結(jié)構(gòu)、5-下層、6-外框架、101-擰螺母電機(jī)、102-六邊形底板、103-后擋板、104-內(nèi)嚙合大齒輪、105-主動(dòng)齒輪、106-驅(qū)動(dòng)軸、107-擋片、108-行星輪、109-連接軸、110-大軸承、111-小軸承、112-內(nèi)圓筒、113-柱體、114-彈簧、201-撥爪、202-拉桿、203-套筒、204-撥爪開(kāi)合電機(jī)、205-拉伸桿、206-齒輪、207-齒條、301-上層頂板、302-上層邊框、303-工字板電機(jī)、304-拉鉤、305-工字板、306-上層底板、307-拉取電機(jī)、401-夾裝電機(jī)、402-軸、403-第一夾子、404-第二夾子、405-夾座、501-夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)、502-下層板、601-右側(cè)板、602-前側(cè)板、603-下底板、604-框架電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)例及其附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。實(shí)施例是以本發(fā)明所述技術(shù)方案為前提進(jìn)行的具體實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程。但本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于所述實(shí)施例的描述范圍。

本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手(參見(jiàn)圖1)包括行星輪系結(jié)構(gòu)1、撥爪結(jié)構(gòu)2、上層3、夾裝結(jié)構(gòu)4、下層5和外框架6，所述上層3和下層5均能沿外框架的高度方向上下移動(dòng)，行星輪系結(jié)構(gòu)1和撥爪結(jié)構(gòu)2按照上下位置分別固定在上層3上，在下層5上安裝夾裝結(jié)構(gòu)4；

所述上層3(參見(jiàn)圖2)包括拉取結(jié)構(gòu)、上層頂板301、上層邊框302、工字板電機(jī)303、上層底板306和工字板305；上層頂板301和上層底板306通過(guò)上層邊框302固定連接，且上層頂板301和上層底板306能沿外框架的高度方向上下移動(dòng)；所述工字板305的四個(gè)邊角上分別連接有一個(gè)導(dǎo)軌，四個(gè)導(dǎo)軌平行設(shè)置，且四個(gè)導(dǎo)軌的兩端均固定在上層邊框302上，所述四個(gè)導(dǎo)軌中有一個(gè)導(dǎo)軌為滾珠絲杠，該滾珠絲杠的一端通過(guò)聯(lián)軸器連接工字板電機(jī)303，所述工字板電機(jī)303通過(guò)電機(jī)基座和電機(jī)彎板固定于上層底板306；工字板電機(jī)303驅(qū)動(dòng)該滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)工字板305沿四個(gè)導(dǎo)軌前后移動(dòng)；所述拉取結(jié)構(gòu)固定在上層底板306的下表面；

所述拉取結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖3)包括拉鉤304和拉取電機(jī)307，在上層底板306的下表面，沿工字板305的運(yùn)動(dòng)方向上，平行布置平行布置兩根導(dǎo)軌，其中一根導(dǎo)軌為滾珠絲杠，滾珠絲杠通過(guò)通過(guò)聯(lián)軸器與拉取電機(jī)307連接，所述拉取電機(jī)307通過(guò)電機(jī)彎板固定于上層底板306的下表面，所述拉鉤304與上層底板306下表面的滾珠絲杠的螺母座連接，當(dāng)拉取電機(jī)307帶動(dòng)與拉鉤304連接的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，拉鉤304前后移動(dòng)，當(dāng)拉取電機(jī)307帶動(dòng)與拉鉤304連接的滾珠絲杠反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，拉鉤304后移，正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，拉鉤304前移；

所述行星輪系結(jié)構(gòu)1(參見(jiàn)圖4-5)包括擰螺母電機(jī)101、后擋板103、內(nèi)嚙合大齒輪104、主動(dòng)齒輪105、驅(qū)動(dòng)軸106、擋片107、行星輪108、連接軸109、大軸承110、小軸承111及萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)；所述擰螺母電機(jī)101通過(guò)電機(jī)彎板、電機(jī)基座固定在工字板305的上部，擰螺母電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)軸106的一端連接，驅(qū)動(dòng)軸的另一端穿過(guò)后擋板103，并通過(guò)大軸承110將后擋板103與主動(dòng)齒輪105固定連接；所述內(nèi)嚙合大齒輪104與主動(dòng)齒輪105同軸安裝在后擋板103的前部，在內(nèi)嚙合大齒輪104與主動(dòng)齒輪105之間的空間內(nèi)均勻布置有若干數(shù)量的行星輪108，若干數(shù)量的行星齒輪108均與內(nèi)嚙合大齒輪104和主動(dòng)齒輪105相嚙合，每個(gè)行星齒輪108的前端面均設(shè)有萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)安裝孔，萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)安裝于萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)，每個(gè)行星輪108均通過(guò)相應(yīng)的連接軸109、小軸承111與后擋板103連接；同時(shí)在每個(gè)行星輪108的前端面上均安裝擋片107；

所述萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)安裝孔為六邊形，所述萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖6)包括內(nèi)圓筒112、柱體113、彈簧114和六邊形底板102；六邊形底板102固定在行星輪108的萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)，在六邊形底板102的前端面中心安裝內(nèi)圓筒112；以內(nèi)圓筒112為中心，在六邊形底板102的前端面上安裝若干數(shù)量的彈簧114，每個(gè)彈簧114的另一端均連接一個(gè)柱體113；所述柱體113與彈簧114接觸部分為空心結(jié)構(gòu)，不接觸的部分為實(shí)心結(jié)構(gòu)，彈簧能夠插入柱體的空心結(jié)構(gòu)中，且彈簧與柱體113的高度之和大于內(nèi)圓筒112的高度，且高度差為一個(gè)螺母高度；當(dāng)萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)與螺母接觸后，隨著工字板305的向前和向后運(yùn)動(dòng)，與柱體113連接的彈簧114將壓縮和恢復(fù)，在松緊螺母時(shí)，與螺母接觸部分的柱體113會(huì)被壓入，隨著行星輪旋轉(zhuǎn)，柱體跟隨行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以此松緊螺母。圓筒112對(duì)周?chē)w113起束縛作用，使周?chē)w處于豎直狀態(tài)。

當(dāng)通過(guò)行星輪系結(jié)構(gòu)1擰松螺母時(shí)，工字板電機(jī)303帶動(dòng)與工字板305相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使工字板305向前運(yùn)動(dòng)，與工字板305連接的行星輪系結(jié)構(gòu)1向前運(yùn)動(dòng)，使萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)大致對(duì)準(zhǔn)螺母即可，當(dāng)柱體113與螺母接觸后，此時(shí)與螺母接觸的柱體113及與柱體相連的彈簧114會(huì)壓縮，行星輪系結(jié)構(gòu)1繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)到指定位置，工字板電機(jī)303停止工作，此時(shí)擰螺母電機(jī)101啟動(dòng)，主動(dòng)齒輪105做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪108做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)嚙合大齒輪104做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與之相對(duì)應(yīng)的螺母做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行拆卸，當(dāng)螺母與內(nèi)圓筒112接觸時(shí)，擰螺母電機(jī)101停止工作，工字板電機(jī)303啟動(dòng)，工字板305向后運(yùn)動(dòng)，行星輪系結(jié)構(gòu)1向后運(yùn)動(dòng)，完成螺母擰松。

當(dāng)通過(guò)行星輪系結(jié)構(gòu)1擰緊螺母時(shí)，工字板電機(jī)303帶動(dòng)與工字板305相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而工字板305向前運(yùn)動(dòng)，與工字板305連接的行星輪系結(jié)構(gòu)1向前運(yùn)動(dòng)，使萬(wàn)能拆裝結(jié)構(gòu)大致對(duì)準(zhǔn)螺母即可，此時(shí)與螺母接觸的柱體113及與柱體113相連的彈簧114會(huì)壓縮，當(dāng)螺母與內(nèi)圓筒112接觸后，工字板電機(jī)303停止工作，擰螺母電機(jī)101啟動(dòng)，主動(dòng)齒輪105做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪108做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)嚙合大齒輪104做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與之相對(duì)應(yīng)的螺母做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)螺母擰緊后，擰螺母電機(jī)101停止工作，工字板電機(jī)303啟動(dòng)，工字板305向后運(yùn)動(dòng)，然后行星輪系結(jié)構(gòu)1向后運(yùn)動(dòng)，完成螺母擰緊。

所述撥爪結(jié)構(gòu)2(參見(jiàn)圖7)包括撥爪201、拉桿202、套筒203、撥爪開(kāi)合電機(jī)204、齒輪206、齒條207和拉伸桿205，所述套筒203固定于工字板305的下部上，撥爪開(kāi)合電機(jī)204通過(guò)電機(jī)基座和電機(jī)彎板固定于工字板305上；所述拉伸桿208前端穿過(guò)套筒203，與若干數(shù)量的撥爪201連接，拉伸桿208后部設(shè)有齒條207，所述撥爪開(kāi)合電機(jī)204的輸出軸連接齒輪206，齒輪206與拉伸桿208上的齒條207相嚙合；所述套筒203的外部通過(guò)銷(xiāo)軸均勻連接有與行星輪數(shù)量相匹配的拉桿202，每個(gè)拉桿202的另一端通過(guò)銷(xiāo)軸連接相應(yīng)撥爪201的中部，撥爪201數(shù)量與拉桿數(shù)量一致；

撥爪開(kāi)合電機(jī)204啟動(dòng)，與齒輪206嚙合的齒條207向前移動(dòng)，拉伸桿208前移，拉桿202轉(zhuǎn)動(dòng)，撥爪201張開(kāi)，從而可以將相應(yīng)數(shù)量的螺母同時(shí)撥開(kāi)；當(dāng)撥爪開(kāi)合電機(jī)204反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與齒輪206嚙合的齒條207向后移動(dòng)，拉伸桿208后移，拉桿202轉(zhuǎn)動(dòng)，撥爪201收縮，可以將相應(yīng)數(shù)量的螺母同時(shí)撥回。

所述下層5(參見(jiàn)圖8)包括夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)501和下層板502；下層板502的四個(gè)邊角與外框架6連接，下層板502能沿外框架的高度方向上下移動(dòng)；在下層板502的上表面沿工字板305的運(yùn)動(dòng)方向上，平行布置有兩個(gè)滾珠絲杠，這兩個(gè)滾珠絲杠均通過(guò)聯(lián)軸器連接有一個(gè)夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)501，夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)501通過(guò)電機(jī)彎板固定于下層板502；

在下層5上的兩個(gè)滾珠絲杠上安裝有兩個(gè)夾裝結(jié)構(gòu)4，一個(gè)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)一個(gè)夾裝結(jié)構(gòu)4動(dòng)作，夾裝結(jié)構(gòu)4在相應(yīng)滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)下前后移動(dòng)；每個(gè)夾裝結(jié)構(gòu)4(參見(jiàn)圖9)包括夾裝電機(jī)401、軸402、第一夾子403、第二夾子404和夾座405；所述夾座405的兩端穿過(guò)下層5上的兩個(gè)滾珠絲杠，且與其中一個(gè)滾珠絲杠的螺母座連接；在夾座405的中部左右對(duì)稱安裝有第一夾子403和第二夾子404，所述第二夾子404通過(guò)銷(xiāo)軸與夾座405連接，第一夾子403與軸402固連，夾裝電機(jī)401的輸出端的齒輪與軸402上的齒輪相嚙合；所述夾裝電機(jī)401通過(guò)電機(jī)基座固定于夾座405上；夾裝電機(jī)401動(dòng)作，帶動(dòng)第一夾子403夾緊和放松；第一夾子403和第二夾子404張合恰好能加緊待抓取部件。

本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述外框架6的左右兩個(gè)側(cè)面上，分別平行對(duì)稱布置有兩個(gè)滾珠絲杠導(dǎo)軌(參見(jiàn)圖11)，上層頂板301、上層底板306及下層板502的四個(gè)邊角均與外框架6上的四個(gè)滾珠絲杠導(dǎo)軌連接；且位于上層頂板301對(duì)角線位置上的兩個(gè)滾珠絲杠導(dǎo)軌同時(shí)驅(qū)動(dòng)整個(gè)上層3上下移動(dòng)，另外兩個(gè)對(duì)角線位置上的滾珠絲杠導(dǎo)軌同時(shí)驅(qū)動(dòng)整個(gè)下層5上下移動(dòng)。采用位于對(duì)角線位置上的兩個(gè)滾珠絲杠導(dǎo)軌控制上層3或下層5的整體上下移動(dòng)，能夠顯著提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，且結(jié)構(gòu)不易變形。外框架為桁架，桁架層結(jié)構(gòu)指上層3、下層5構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。

所述外框架6(參見(jiàn)圖10)包括左側(cè)板、右側(cè)板601、后側(cè)板、前側(cè)板602、上底板、下底板603和框架電機(jī)604；左側(cè)板、右側(cè)板601、后側(cè)板、前側(cè)板602、上底板、下底板603組裝成外部框架結(jié)構(gòu)，在左側(cè)板和右側(cè)板601上沿高度方向上分別平行布置兩根滾珠絲杠導(dǎo)軌，每個(gè)滾珠絲杠導(dǎo)軌均通過(guò)聯(lián)軸器連接一個(gè)框架電機(jī)604，框架電機(jī)604通過(guò)電機(jī)基座固定于下底板上；框架電機(jī)604可帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使上層3、下層5上下移動(dòng)。

本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述外框架前側(cè)板的高度與濾芯移動(dòng)平臺(tái)的高度一致。

本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述行星輪的數(shù)量為2-6個(gè)。優(yōu)選行星輪的數(shù)量為四個(gè)。

本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于位于上、下位置的兩個(gè)撥爪上各設(shè)有一個(gè)楔形塊，在過(guò)濾器外蓋的開(kāi)合過(guò)程中用此結(jié)構(gòu)卡住過(guò)濾器外蓋，進(jìn)一步提高工作效率。

本發(fā)明基于行星輪系的桁架機(jī)械手的整體工作過(guò)程如下：

抽出濾芯過(guò)程為：框架電機(jī)604帶動(dòng)控制上層3移動(dòng)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，上層3下移，當(dāng)主動(dòng)齒輪105中心與濾芯外蓋中心重合時(shí)，框架電機(jī)604停止動(dòng)作，然后完成螺母擰松；框架電機(jī)604帶動(dòng)控制上層3移動(dòng)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，上層3上移，當(dāng)撥爪拉伸桿205中心與濾芯外蓋中心重合時(shí)，框架電機(jī)604停止工作，此時(shí)工字板電機(jī)303帶動(dòng)與工字板305相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，工字板305向前運(yùn)動(dòng)，到合適位置，工字板電機(jī)303停止運(yùn)動(dòng)，然后剝螺母，上層3上移，用撥爪201上的楔形結(jié)構(gòu)將濾芯蓋撥開(kāi)，工字板電機(jī)303帶動(dòng)與工字板305相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，工字板305向后運(yùn)動(dòng)?？蚣茈姍C(jī)604帶動(dòng)控制上層3移動(dòng)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，上層3繼續(xù)向上移動(dòng)，然后拉取電機(jī)307帶動(dòng)與拉鉤304相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，拉鉤304向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉鉤304應(yīng)位于濾芯圓環(huán)的下方，框架電機(jī)604帶動(dòng)控制上層3移動(dòng)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，上層3繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉鉤304前端圓環(huán)中心與濾芯圓環(huán)平齊時(shí)，框架電機(jī)604停止工作，拉取電機(jī)307帶動(dòng)與拉鉤304相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，濾芯被拉出。當(dāng)拉鉤304運(yùn)動(dòng)到極點(diǎn)時(shí)，拉取電機(jī)307停止工作，下層5上移，當(dāng)?shù)诙A子404與濾芯接觸時(shí)，下層5停止上移。夾裝電機(jī)401動(dòng)作，帶動(dòng)第一夾子403將其夾緊，拉鉤304前移，當(dāng)拉鉤304與濾芯環(huán)口接觸后，停止前移，上層3下移，同時(shí)拉鉤后移，然后上層3上移到指定位置。夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)501帶動(dòng)與夾裝結(jié)構(gòu)4連接的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，夾裝結(jié)構(gòu)4帶動(dòng)濾芯移動(dòng)，當(dāng)夾裝結(jié)構(gòu)4到端點(diǎn)時(shí)，下層5下移到指定位置，夾裝電機(jī)401動(dòng)作，第一夾子403松開(kāi)，然后另一夾裝結(jié)構(gòu)做相同運(yùn)動(dòng)，將濾芯繼續(xù)抽出。至此，完成濾芯抽出過(guò)程。

裝入濾芯過(guò)程：上層3下移，當(dāng)拉手位于濾芯圓環(huán)的下方時(shí)，停止動(dòng)作，然后拉取電機(jī)307帶動(dòng)與拉鉤304相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，拉鉤304向后運(yùn)動(dòng)，此時(shí)上層3上移，當(dāng)拉鉤304前端圓環(huán)中心與濾芯圓環(huán)平齊時(shí)，停止上移，拉取電機(jī)307帶動(dòng)與拉鉤304相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，濾芯被拉入；當(dāng)拉鉤304運(yùn)動(dòng)到極點(diǎn)時(shí)，夾裝電機(jī)401動(dòng)作，帶動(dòng)第一夾子403將其夾緊，拉鉤304后移，當(dāng)拉鉤304與濾芯圓環(huán)接觸后，停止后移，上層3下移，同時(shí)拉鉤304前移，然后上層3上移到指定位置。下層5上移到濾芯中心與濾芯孔中心平齊，夾裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)501帶動(dòng)與夾裝結(jié)構(gòu)4連接的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，夾裝結(jié)構(gòu)4帶動(dòng)濾芯移動(dòng)，當(dāng)夾裝結(jié)構(gòu)4到端點(diǎn)時(shí)，夾裝電機(jī)401動(dòng)作，第一夾子403松開(kāi)，另一夾裝結(jié)構(gòu)做相同過(guò)程，當(dāng)此夾裝結(jié)構(gòu)4到極點(diǎn)后，夾裝電機(jī)401動(dòng)作，第一夾子403松開(kāi)，上層3下移，拉鉤304對(duì)準(zhǔn)濾芯將其推入，上層3下移，用撥爪201的楔形結(jié)構(gòu)將外蓋合上，然后上層3上移，當(dāng)撥爪拉伸桿208中心與濾芯外蓋中心對(duì)齊時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，框架電機(jī)604停止工作，此時(shí)工字板電機(jī)303帶動(dòng)與工字板305相連的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，工字板305向前運(yùn)動(dòng)，工字板電機(jī)303停止運(yùn)動(dòng)，將螺母撥回，框架電機(jī)604帶動(dòng)控制上層3移動(dòng)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，上層3下移，當(dāng)主動(dòng)齒輪105中心與濾芯中心平齊時(shí)，框架電機(jī)604停止動(dòng)作，然后完成螺母擰緊，然后上層3、下層5回到原始位置。

本申請(qǐng)的機(jī)械手是針對(duì)核電站更換濾芯工況設(shè)計(jì)的，同時(shí)也適用于其他需要更換此類(lèi)柱體結(jié)構(gòu)的工況；本申請(qǐng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)一次對(duì)多個(gè)螺母的同時(shí)定位，同時(shí)還設(shè)計(jì)了撥爪結(jié)構(gòu)，以此來(lái)完成撥螺母過(guò)程，夾裝結(jié)構(gòu)通過(guò)電機(jī)控制夾子轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)夾持物體；相比于之前的機(jī)械手(如上文提到的申請(qǐng)?zhí)枮?01511002154.5的專利)克服了穩(wěn)定性不好，對(duì)于多個(gè)螺母需要依次定位，過(guò)程繁瑣，夾持物體規(guī)格有要求較高的缺點(diǎn)。

本發(fā)明中所述的前后、上下、左右是相對(duì)過(guò)濾器的位置而言的。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。