CN105459094A - 多功能智能机械手 - Google Patents

Abstract

一种多功能智能机械手，该智能机械手由手和手臂采用分体设计构成，不同工具或任务采用对应的手来完成，手臂根据要完成的任务和动作，自动完成相应的手的更换。手臂和手连接和断开能够精确、牢固，高效的完成。根据工具特点，包括结构，运动等特点，采用针对性的手的结构设计，可以有适应工具的结构设计，同时，也可以有完成特定任务动作的电器控制设计，如定位，定量，挤压，提，按等人类手的功能。针对一个特殊应用场景就可以有相应的手组合，机械手可以通过切换手完成一整套复杂的工作任务，达到相当于人手的工作能力。

Description

多功能智能机械手

技术领域

一种多功能智能机械手，尤其是能够完成复杂的多种任务的智能机械手。

背景技术

近年来随着计算机技术的发展，人们开始认识到可以利用智能机器人代替人来完成一些复杂和繁琐的工作，在工业上，如汽车制造业，大型流水线上，智能机器人已经得到广泛的应用。然而，这些行业中所用的机器人系统，往往呈现沿流水线上排列，每个环节由一个特定工种的机器手进行操作，因此，造价昂贵，占地规模大，对于一些日常或小规模的应用场景，比如，生物医学实验室的实验操作应用场景，一项实验或检验过程，需要涉及多种工具，操作步骤，物体移动，物体的倾倒，震动等任务。对于这样的应用场景，大型机械手流水线方式，由于场地空间的限制，以及投入和产出比低等限制，无法实施。

人类的手，手指灵活精巧可以完成及其复杂的任务，人工智能现阶段还无法完全制作出来能够和人手一样的智能手，因此，完全通过一个机械手来完成人类所要完成的复杂任务还无法实现，同时，所有的人类工具都是便于人手使用操作，如家用工具，剪刀，锅铲，电吹风等，医疗上的手术刀，生物实验室的移液器都是满足人手方便使用的工具，要想让智能机器手臂来代替人来完成这样的工作，就需要人手一样灵活的结构设计，但是现有技术还远远不能达到，只能应付简单特定的一种工作，对于复杂的多工序的任务和多种工具的使用，就无能为力了。

发明内容

为了克服这种空间限制和最大效率利用资源，为了克服现有机械手的局限性，以及规避现有制作仿生手的技术难题，本发明提供一种机械手，可以有效使用人类常用工具或完成人手的多种动作和复杂任务，实现人类手相当的功能。

本发明采用的解决方案是：该智能机械手由手和手臂采用分体设计构成，不同工具或任务采用对应的手来完成，手臂具有空间位置定位功能和与手进行连接的连接结构，根据要完成的任务和动作，可自动完成相应的手的更换。手臂和手连接和断开能够精确、牢固，高效的完成，根据工具特点，包括结构，运动等特点，采用针对性的手结构的特殊的设计，可以有适应工具的结构设计，同时，也有完成特定任务动作的电器控制部分，如定位，定量。针对一个特殊应用场景就可以有相应的手组合，机械手可以通过切换手完成一整套复杂的工作任务，达到相当于人手的工作能力。

本发明的有益效果是，一个机械手臂可以完成多种任务，使智能机器人手臂设计更简单，实用性更强，完成更复杂的工作。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是用于生物医学实验室应用场景中，完成利用移液器对离心管进行移液工作和对离心管位置进行移动的智能机械手原理图。

图1中机械臂（1）为三维电动机械臂，具有空间位置移动功能和能够和移液手（2）和离心管夹持手（3）连接的吻合部件公头（7），用于机械臂和手连接的母头为移液手（2）的（10）和夹持手（11）。移液手（2）的功能部件为移液量控制电器部件（8），可以完成对移液器的固定，定量吸取液体和排除液体；夹持手（3）的功能部件为移液量控制电器部件（9），可以完成对离心管的夹持和释放；当要移液的时候，机械臂移动到移液手（2）位置，并将其公头对准母头进行对接，然后通机械臂移动，实现移液手（2）所控制移液器从选定的离心管中吸取或注入液体，注入的液体量由移液手（2）上的移液量控制电器部件移液量控制电器部件（8）控制实现；当要转移离心管的时候，机械臂释放移液手（3），对接夹持手（3），然后通过机械臂（1）移动，将夹持部件夹口（12）移动到离心管适于夹持的颈部（13），然后，夹持手（3）上的夹口宽度控制结构（9）缩小夹口，实现对离心管的夹持，然后通过机械臂的位移功能，将夹住的离心管提起和移动到指定位置。

Claims (4)

1.一种智能机械手，手和手臂采用分体式结构设计，手和手臂之间通过连接结构，进行连接或分离，机械手臂可以根据要完成的任务或动作，自动选择并连接能够承担该任务或动作的手。

2.具有空间位置定位功能和与手进行连接的连接结构；而手具有特定的功能和与手臂连接的连接结构。

3.能够自动完成与手的连接和断开。

4.通过更换或交替使用多种手来完成一整套复杂的工作流程和任务。