全方位转动机械手手腕的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明专利属于多足轮式移动机器人领域，尤其是涉及一种全方位转动机械手手腕机构。
技术背景:
[0002]目前国内外机械手种类繁多，大到大型工业机器手，小到医疗手术机械手等，机械手的出现使得人类工作更加得心应手。然而机械手目前亟待解决的一个问题就是手腕的全方位转动，常规机械手手腕只能实现一定区域的活动，工作时存在很大的盲区，所谓盲区就是无法转动到达的方位，所以机械手腕本身的转动缺陷直接制约了机械的使用方位和灵活性。
[0003]本机械手腕也是一种串并混联机构，该类机构具有很高的灵活性，再此基础上加上滚动轮子可以使得装置移动方便；同时当驱动轮子转动的步进电机锁住时，机械装置转变为并联机构，并联机构具有很好的刚行和很高的精度，所以本发明所涉及的一种全方位转动机械手手腕，使用此结构，可以解决机械手手腕全方位转动的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:提供一种可以全方位转动的机械手手腕，从而为机械手提供
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[0005]本发明的技术解决方案是:本发明提供的全方位转动机械手手腕，是在串并混联机构的基础上进行创新再设计，在串并混联机构的基础上还增加了动力轮子，在腿部中间关节处添加了舵机动力源，使得机器人在驱动时可以实现双三并联机构的效果。
[0006]本发明相比较其他类似串并混联机构，在手腕平台与三条轮腿的连接上，实现两只轮腿共用一个铰链，这样，当具有单独铰链连接的轮腿穿过共用铰链连接的轮腿之间时，手腕平台可以实现平台台面法线向下方位的转动，从而可以解决常规一些机械手手腕的盲区问题。
[0007]本发明涉及的机械手手腕，本身结构含有动力轮子，所以本装置还可以自行运送手部夹取的物品至远方某处。
【附图说明】
[0008]图1为全方位转动机械手手腕图；
[0009]图2为全方位转动机械手手腕足部名称图；
[0010]图3为单轮足零件图；
[0011]图4为Α、Β轮足共用转动机构零件图；
[0012]附图标记说明
[0013]1-机械手单元；2_共用转轴；3_上连杆；4_舵机；5_下连杆；6_电机座甲；7_轮子；8_联轴器乙；9_步进电机甲；10-电机座乙；11-步进电机乙；12-手腕平台；13_单转轴；14-轴销；15-联轴器甲；A-轮足甲；B-轮足乙；C-轮足丙。
【具体实施方式】
[0014]全方位转动机械手手腕，如图1所示，包括一个机械手单元1、一个共用转轴2、三个上连杆3、三个舵机4、三个下连杆5、三个电机座甲6、三个轮子7、三个联轴器乙8、三个步进电机甲9、三个电机座乙10、三个步进电机乙11、一个手腕平台12、三个单转轴13、三个轴销14、三个联轴器甲15 ;手腕平台12通过单转轴13与轮足C铰接，再通过共用转轴2使用两个单转轴13分别与轮足甲A、轮足乙B铰接；机械手单元1与手腕平台12连接；所述轮足甲A、轮足乙B、轮足丙C结构相同，其中轮足甲A如图3所示，上连杆3通过螺钉与舵机4转轴连接，舵机4通过螺钉与下连杆5连接，电机座甲6通过螺钉与下连杆5连接，电机座甲6通过螺钉与步进电机乙11连接，联轴器甲15与步进电机乙11通过紧定螺钉连接，联轴器甲15通过螺钉与电机座乙10连接，步进电机甲9通过螺钉与电机座乙10连接，联轴器乙8通过紧定螺钉与步进电机甲9连接，联轴器乙8通过紧定螺钉与轮子7连接。所述全方位转动机械手手腕是基于解机架式并联机器人平台的开发设计；轮足甲A、轮足乙B、轮足丙C中对应步进电机乙11，步进电机甲9分别是各自运动的两个自由度，轮足甲A、轮足乙B、轮足丙C中对应各自上连杆3、舵机4、下连杆5三者之间形成一个自由度，通过九个自由度的组合实现机械手手腕的全方位转动，例如三个轮子7切线在同一圆周方向沿瞬、或时针转动，此时机械手腕做圆周转动；三个轮足切线方向沿所在圆周径向方向同向圆心或背离圆心，实现机械手腕的升高或降低；轮足丙C通过轮足甲A、轮足乙B之间，此时手腕平台12，通过共用转轴2和单转轴13所形成的两对铰链，实现翻转，此时手腕平台12可以沿平面法线负方向转动，即实现机械手向下操作任务，结合三组舵机4可以实现机械手腕任意方位的任意姿态调整。
【主权项】
1.全方位转动机械手手腕，包括一个机械手单元(1)、一个共用转轴(2)、三个上连杆(3)、三个舵机(4)、三个下连杆(5)、三个电机座甲(6)、三个轮子(7)、三个联轴器乙(8)、三个步进电机甲(9)、三个电机座乙(10)、三个步进电机乙(11)、一个手腕平台(12)、三个单转轴(13)、三个轴销(14)、三个联轴器甲(15)，手腕平台(12)通过单转轴(13)与轮足丙(C)铰接，再通过共用转轴(2)使用两个单转轴(13)分别与轮足甲(A)、轮足乙⑶铰接；机械手单元(1)与手腕平台(12)连接；所述轮足甲(A)、轮足乙(B)、轮足丙(C)结构相同，其中轮足甲(A)，上连杆(3)通过螺钉与舵机⑷转轴连接，舵机⑷通过螺钉与下连杆(5)连接，电机座甲(6)通过螺钉与下连杆(5)连接，电机座甲(6)通过螺钉与步进电机乙(11)连接，联轴器甲(15)与步进电机乙(11)通过紧定螺钉连接，联轴器甲(15)通过螺钉与电机座乙(10)连接，步进电机甲(9)通过螺钉与电机座乙(10)连接，联轴器乙⑶通过紧定螺钉与步进电机甲(9)连接，联轴器乙(8)通过紧定螺钉与轮子(7)连接；轮足甲(A)、轮足乙(B)、轮足丙(C)中对应步进电机乙(11)，步进电机甲(9)分别是各自运动的两个自由度，轮足甲(A)、轮足乙(B)、轮足丙(C)中对应各自上连杆(3)、舵机(4)、下连杆(5)三者之间形成一个自由度，通过九个自由度的组合实现机械手手腕的全方位转动。2.根据权利要求1所述的全方位转动机械手手腕，其特征在于，全方位转动机械手手腕中机械手手腕平台(12)可以实现任意方位灵活转动。3.根据权利要求1所述的全方位转动机械手手腕，其特征在于全方位转动机械手手腕也可以作为远距离运送装置。
【专利摘要】本实用新型公开了一种全方位转动机械手手腕，所述全方位转动机械手手腕包括一个机械手单元1、一个共用转轴2、三个上连杆3、三个舵机4、三个下连杆5、三个电机座甲6、三个轮子7、三个联轴器乙8、三个步进电机甲9、三个电机座乙10、三个步进电机乙11、一个手腕平台12、三个单转轴13、三个轴销14、三个联轴器甲15及其他连接件组成，其中包含轮足甲A、轮足乙B、轮足丙C，三个轮足具有相同的结构，以轮足甲A为例，轮足甲A由步进电机甲9驱动轮子7转动，步进电机乙11驱动上述机构，实现轮子7的转动；舵机4分别与上连杆3和下连杆5相连，实现两个连杆180度转动；手腕平台12分别与三组轮足实现铰链连接和共用铰链连接，从而实现轮足和手腕平台的相对转动。本机械手手腕可移动，可以空间内任意方位转向，运动灵活。
【IPC分类】B25J17/00
【公开号】CN204954852
【申请号】CN201520463809
【发明人】梁虎, 肖启明, 罗强, 邱刚, 闫东方
【申请人】重庆三峡学院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年6月26日