CN107053127A - 一种混联灵巧操作机器人 - Google Patents

Abstract

本发明一种混联灵巧操作机器人包括第一导轨(213)，其两端与机架(212)固定；第二导轨(203)，其通过第一移动机构与所述第一导轨(213)的上表面连接，所述第二导轨(203)配置为垂直于所述第一导轨(213)；第三导轨(218)，其通过第二移动机构与所述第一导轨(213)的下表面连接，所述第三导轨(218)配置为垂直于所述第一导轨(213)；运动杆(209)，其上部通过第三移动机构与所述第二导轨(203)连接，其下部通过第四移动机构与所述第三导轨(218)连接；机械爪(130)，其与所述运动杆(209)的端部连接。本发明通过第二导轨(203)和第三导轨(218)的沿第一导轨(213)的移动、第四滑块(204)沿第二导轨(203)的移动和第六滑块(217)沿第三导轨(218)的移动，共同作用使运动杆(209)带动机械爪(130)自由移动。

Description

一种混联灵巧操作机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种用于运动灵活的机器人。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

机器人可应用于农业、工业、医疗等多个领域的机器人作业中，可带动不同功能的末端执行器，以各种姿态快速移动，执行多种灵巧操作任务，如：草莓无损伤采摘、组培苗移植、电子产品装配、机器人外科手术等。

因此，目前亟需一种运动灵活的机器人。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便、运动灵活的一种混联灵巧操作机器人。

本发明一种混联灵巧操作机器人，包括第一导轨，其两端与机架固定；第二导轨，其通过第一移动机构与所述第一导轨的上表面连接，所述第二导轨配置为垂直于所述第一导轨；第三导轨，其通过第二移动机构与所述第一导轨的下表面连接，所述第三导轨配置为垂直于所述第一导轨；运动杆，其上部通过第三移动机构与所述第二导轨连接，其下部通过第四移动机构与所述第三导轨连接；机械爪，其与所述运动杆的端部连接。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述第一移动机构为带传动机构，所述第一移动机构的传送带与所述第二导轨固定，所述第一移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第一导轨上，所述第一移动机构的传送带的转轴与第二电机的输出轴固定，所述第二电机与所述第一导轨固定。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述第一移动机构包括第二电机、第二丝杠、第二螺母、第二卡销、第二滑块，所述第二电机与所述第一导轨固定，所述第二电机的输出轴与所述第二丝杠的端部固定，所述第二丝杠与所述第二螺母螺纹连接，所述第二螺母的外圆周面与所述第二卡销固定，所述第二卡销沿所述第一导轨的上表面移动，所述第二螺母与所述第二滑块固定，所述第二滑块与所述第二导轨固定。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述第二移动机构为带传动机构，所述第二移动机构的传送带与所述第三导轨固定，所述第二移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第一导轨上，所述第二移动机构的传送带的转轴与第三电机的输出轴固定，所述第三电机与所述第一导轨固定。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述第二移动机构包括第三电机、第三丝杠、第三螺母、第三卡销、第三滑块，所述第三电机与所述第一导轨固定，所述第三电机的输出轴与所述第三丝杠的端部固定，所述第三丝杠与所述第三螺母螺纹连接，所述第三螺母的外圆周面与所述第三卡销固定，所述第三卡销沿所述第一导轨的下表面移动，所述第三螺母与所述第三滑块固定，所述第三滑块与所述第三导轨固定。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述第三移动机构为带传动机构，所述第三移动机构的传送带与所述第四滑块固定，所述第三移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第二导轨上，所述第三移动机构的传送带的转轴与所述第四电机的输出轴固定，所述第四电机与所述第二滑块固定；

所述第四滑块通过第一铰链与第一铰链座铰链连接，第一铰链座通过第二铰链与第五滑块铰链连接，所述第一铰链与第二铰链垂直，所述第五滑块沿配置在运动杆的第五导轨移动，所述第五滑块设有第一齿轮电机，所述第一齿轮电机的输出轴设有第一齿轮，所述第一齿轮与所述运动杆上的第一齿条啮合。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述第三移动机构包括第四电机、第四丝杠、第四螺母、第四卡销、第四滑块，所述第四电机与所述第二滑块固定，所述第四电机的输出轴与所述第四丝杠的端部固定，所述第四丝杠与所述第四螺母螺纹连接，所述第四螺母的外圆周面与所述第四卡销固定，所述第四卡销沿所述第二导轨的移动，所述第四螺母与所述第四滑块固定，

所述第四滑块通过第一铰链与第一铰链座铰链连接，第一铰链座通过第二铰链与第五滑块铰链连接，所述第一铰链与第二铰链垂直，所述第五滑块沿配置在运动杆的第五导轨移动，所述第五滑块设有第一齿轮电机，所述第一齿轮电机的输出轴设有第一齿轮，所述第一齿轮与所述运动杆上的第一齿条啮合。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述第四移动机构为带传动机构，所述第四移动机构的传送带与第六滑块固定，所述第四移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第三导轨上，所述第四移动机构的传送带的转轴与第五电机的输出轴固定，所述第五电机与所述第三滑块固定；

所述第六滑块通过第三铰链与第二铰链座铰链连接，第二铰链座通过第四铰链与第七滑块铰链连接，所述第三铰链与第四铰链垂直，所述第七滑块配置在运动杆的第六导轨移动，所述第七滑块设有第二齿轮电机。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述第四移动机构包括第五电机、第五丝杠、第五螺母、第五卡销、第六滑块，所述第五电机与所述第三导轨固定，所述第五电机的输出轴与所述第五丝杠的端部固定，所述第五丝杠与所述第五螺母螺纹连接，所述第五螺母的外圆周面与所述第五卡销固定，所述第五卡销沿所述第三导轨的下表面移动，所述第五螺母与所述第六滑块固定，

所述第六滑块通过第三铰链与第二铰链座铰链连接，第二铰链座通过第四铰链与第七滑块铰链连接，所述第三铰链与第四铰链垂直，所述第七滑块配置在运动杆的第六导轨移动，所述第七滑块设有第二齿轮电机。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述运动杆内套装有转轴，所述转轴的端部与所述第三齿轮固定，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第四齿轮与所述第七电机的输出轴固定，所述第七电机与所述运动杆固定，所述转轴的远离所述第四齿轮的一端与所述机械爪固定。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述转轴的远离所述第四齿轮的一端通过扭转架与所述机械爪固定，所述扭转架包括第八电机、扭转板、第三铰链座、第一锥齿轮、第二锥齿轮，所述转轴的端部与所述第三铰链座固定，所述第三铰链座通过第五铰链与所述扭转板铰链连接，所述扭转板与所第八电机固定，所述第八电机的输出轴与所述第五铰链垂直，所述第五铰链设有第一锥齿轮，第八电机的输出轴设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述扭转板与所述第九电机固定，所述第九电机输出轴与所述机械爪固定，所述第五铰链与所述第三铰链座固定。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述机械爪包括功能部件，其用于完成预设功能；两个机械指，每个所述机械指的一端均与一功能部件固定；爪身，所述机械指沿所述爪身移动；绕线部，用于移动所述机械指，其与所述爪身固定；摄像头，其安装在所述爪身上；其中，所述机械指的侧面设有应变片，所述应变片用于检测所述机械指的弯曲幅度。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述爪身包括爪板、第一导块、第二导块，所述第一导块的端部与一个机械指固定，所述第二导块的端部与另一个机械指固定，所述爪板在两机械指之间开设有垂直于所述机械指的长度方向的第一导槽和第二导槽，所述第二导槽位于第一导槽的上侧，所述第一导块、第二导块的长度方向与所述第一导槽、第二导槽的长度方向平行，第一导块沿所述第一导槽移动，所述第二导块沿所述第二导槽移动。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述机械指与所述爪身之间设有贴片，所述贴片由聚四氟乙烯制成。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述两机械指的形状一样，装配方向关于爪身中心对称。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述机械指的端部开设有安装孔，所述安装孔包括在所述机械指的X轴方向开设的孔和在所述机械指的Y轴方向开设的孔。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述绕线部包括第一电机、绕线轴和驱动绳，所述第一电机与所述爪板的下表面固定，所述第一电机的输出轴与所述绕线轴固定，所述绕线轴缠绕有所述驱动绳，所述驱动绳的两端分别与两个机械指的远离所述功能部件的一端连接，所述两个机械指之间设有复位弹簧，所述爪身固定有弹簧导棒，所述弹簧导棒套装在所述复位弹簧内。

本发明一种混联灵巧操作机器人，其中所述爪板的下表面设有导绳管，所述导绳管内设有驱动绳，所述爪板设有连接块，所述连接块的一端与所述弹簧导棒固定，所述连接块的另一端配置有所述导绳管。

本发明一种混联灵巧操作机器人与现有技术不同之处在于本发明一种混联灵巧操作机器人通过第二导轨和第三导轨的沿第一导轨的移动，带动运动杆以X轴方向移动和以Y轴为圆心地转动，并通过运动杆的沿所述第二导轨和第三导轨的移动，使运动杆沿Y轴方向移动、沿Z轴方向移动，同时以X轴为圆心地转动，通过第一齿轮电机带动齿轮齿条传动机构驱动运动杆在Z轴方向运动，转轴的运动带动整个扭转架运动绕Z轴转动，最终通过扭转架、扭转板和第九电机输出轴将包括运动杆在内的相关运动传递给机械爪，从而使运动杆带动机械爪自由移动。

下面结合附图对本发明的一种混联灵巧操作机器人作进一步说明。

附图说明

图1是一种混联灵巧操作机器人的轴测图；

图2是图1的局部放大图；

图3是一种混联灵巧操作机器人的另一轴测图；

图4是一种混联灵巧操作机器人的局部示意图；

图5是一种混联灵巧操作机器人的机械爪的轴测图；

图6是一种混联灵巧操作机器人的机械爪的另一轴测图；

图7是图5中的爪身的零件图；

图8是图5中的机械指和贴片的示意图。

图9是图5中的机械指的轴测图。

具体实施方式

如图1～9所示，参见图1、3，本发明一种混联灵巧操作机器人包括

第一导轨213，其两端与机架212固定；

第二导轨203，其通过第一移动机构与所述第一导轨213的上表面连接，所述第二导轨203配置为垂直于所述第一导轨213；

第三导轨218，其通过第二移动机构与所述第一导轨213的下表面连接，所述第三导轨218配置为垂直于所述第一导轨213；

运动杆209，其上部通过第三移动机构与所述第二导轨203连接，其下部通过第四移动机构与所述第三导轨218连接；

机械爪130，其与所述运动杆209的端部连接。

其中，所述第一导轨213的数量为两个。

本发明通过第二导轨203和第三导轨218的沿第一导轨213的移动，带动运动杆209以X轴方向移动和以Y轴为圆心地转动，并通过运动杆209的沿所述第二导轨203和第三导轨218的移动，使运动杆209沿Y轴方向移动同时以X轴为圆心地转动，通过第一齿轮电机229带动齿轮230齿条206传动机构驱动运动杆209在Z轴方向运动，转轴233的运动带动整个扭转架运动绕Z轴转动，最终通过扭转架、扭转板221和第九电机236输出轴将包括运动杆在内的相关运动传递给机械爪130，从而带动机械爪130自由移动。

优选地，参见图1、3，所述第一移动机构包括第二电机205、第二丝杠、第二螺母、第二卡销、第二滑块211，所述第二电机205与所述第一导轨213固定，所述第二电机205的输出轴与所述第二丝杠的端部固定，所述第二丝杠与所述第二螺母螺纹连接，所述第二螺母的外圆周面与所述第二卡销固定，所述第二卡销沿所述第一导轨213的上表面移动，所述第二螺母与所述第二滑块211固定，所述第二滑块211与所述第二导轨203固定。

当然，第一移动机构的一种变形还可为：所述第一移动机构为带传动机构，所述第一移动机构的传送带与所述第二导轨203固定，所述第一移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第一导轨213上，所述第一移动机构的传送带的转轴与第二电机205的输出轴固定，所述第二电机205与所述第一导轨213固定。

本发明通过上述丝杠结构的第一移动机构控制第二导轨203的移动，从而使第二导轨203的移动可控。

优选地，参见图1、3，所述第二移动机构包括第三电机235、第三丝杠、第三螺母、第三卡销、第三滑块216，所述第三电机235与所述第一导轨213固定，所述第三电机235的输出轴与所述第三丝杠的端部固定，所述第三丝杠与所述第三螺母螺纹连接，所述第三螺母的外圆周面与所述第三卡销固定，所述第三卡销沿所述第一导轨213的下表面移动，所述第三螺母与所述第三滑块216固定，所述第三滑块216与所述第三导轨218固定。

当然，第二移动机构的一种变形还可为：所述第二移动机构为带传动机构，所述第二移动机构的传送带与所述第三导轨218固定，所述第二移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第一导轨213上，所述第二移动机构的传送带的转轴与第三电机235的输出轴固定，所述第三电机235与所述第一导轨213固定。

本发明通过上述丝杠结构的第二移动机构控制第三导轨218的移动，从而使第三导轨218的移动可控。

优选地，参见图1、3，所述第三移动机构包括第四电机210、第四丝杠、第四螺母、第四卡销、第四滑块204，所述第四电机210与所述第二滑块211固定，所述第四电机210的输出轴与所述第四丝杠的端部固定，所述第四丝杠与所述第四螺母螺纹连接，所述第四螺母的外圆周面与所述第四卡销固定，所述第四卡销沿所述第二导轨203的移动，所述第四螺母与所述第四滑块204固定，

所述第四滑块204通过第一铰链与第一铰链座227铰链连接，第一铰链座227通过第二铰链与第五滑块228铰链连接，所述第一铰链与第二铰链垂直，所述第五滑块228沿配置在运动杆209的第五导轨232移动，所述第五滑块228设有第一齿轮电机229，所述第一齿轮电机229的输出轴设有第一齿轮230，所述第一齿轮230与所述运动杆209上的第一齿条206啮合。

当然，第三移动机构的一种变形还可为：所述第三移动机构为带传动机构，所述第三移动机构的传送带与所述第四滑块204固定，所述第三移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第二导轨203上，所述第三移动机构的传送带的转轴与所述第四电机210的输出轴固定，所述第四电机210与所述第二滑块211固定；

所述第四滑块204通过第一铰链与第一铰链座227铰链连接，第一铰链座227通过第二铰链与第五滑块228铰链连接，所述第一铰链与第二铰链垂直，所述第五滑块228沿配置在运动杆209的第五导轨232移动，所述第五滑块228设有第一齿轮电机229，所述第一齿轮电机229的输出轴设有第一齿轮230，所述第一齿轮230与所述运动杆209上的第一齿条206啮合。

本发明通过丝杠结构使第四滑块204能够移动沿所述第二导轨203移动，从而使运动杆209进行周向转动，并且第四滑块204通过相互垂直的第一铰链、第二铰链可以任意方向地转动，从而使其能够适应运动杆209的摆动和移动，第一齿轮230、第一齿条206可使运动杆209沿Z轴方向移动。

优选地，参见图1、3，所述第四移动机构包括第五电机215、第五丝杠、第五螺母、第五卡销、第六滑块217，所述第五电机215与所述第三导轨218固定，所述第五电机215的输出轴与所述第五丝杠的端部固定，所述第五丝杠与所述第五螺母螺纹连接，所述第五螺母的外圆周面与所述第五卡销固定，所述第五卡销沿所述第三导轨218的下表面移动，所述第五螺母与所述第六滑块217固定，

所述第六滑块217通过第三铰链与第二铰链座225铰链连接，第二铰链座225通过第四铰链与第七滑块226铰链连接，所述第三铰链与第四铰链垂直，所述第七滑块226配置在运动杆209的第六导轨移动，所述第七滑块226设有第二齿轮电机。

当然，第四移动机构的一种变形还可为：所述第四移动机构为带传动机构，所述第四移动机构的传送带与第六滑块217固定，所述第四移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第三导轨218上，所述第四移动机构的传送带的转轴与第五电机215的输出轴固定，所述第五电机215与所述第三滑块216固定；

所述第六滑块217通过第三铰链与第二铰链座225铰链连接，第二铰链座225通过第四铰链与第七滑块226铰链连接，所述第三铰链与第四铰链垂直，所述第七滑块226配置在运动杆209的第六导轨移动，所述第七滑块226设有第二齿轮电机。

本发明使第六滑块217能够移动沿所述第三导轨218移动，从而使运动杆209进行周向转动，并且第四滑块204通过相互垂直的第一铰链、第二铰链可以任意方向地转动，从而使其能够适应运动杆209的摆动和移动，第一齿轮230、第一齿条206可使运动杆209沿Z轴方向移动，即，运动杆209通过一组齿轮齿条机构即可实现驱动杆209沿Z方向移动。

优选地，参见图1、3，所述运动杆209内套装有转轴233，所述转轴233的端部与所述第三齿轮207固定，所述第三齿轮207与所述第四齿轮208啮合，所述第四齿轮208与所述第七电机234的输出轴固定，所述第七电机234与所述运动杆209固定，所述转轴233的远离所述第四齿轮208的一端通过扭转架、扭转板221和第九电机236的输出轴与所述机械爪130连接。

本发明通过上述转轴233、扭转架、扭转板221和第九电机236顺序带动机械爪130运动，可使机械爪130以任意姿态向任意方向运动，从而使机械爪130任意地抓取或剪切。

优选地，参见图1、3，所述转轴233的远离所述第四齿轮208的一端通过扭转架与所述机械爪130固定，所述扭转架包括第八电机219、扭转板221、第三铰链座222、第一锥齿轮223、第二锥齿轮224，所述转轴233的端部与所述第三铰链座222固定，所述第三铰链座222通过第五铰链与所述扭转板221铰链连接，所述扭转板221与所第八电机219固定，所述第八电机219的输出轴与所述第五铰链垂直，所述第五铰链设有第一锥齿轮223，第八电机219的输出轴设有与第一锥齿轮223啮合的第二锥齿轮224，所述扭转板221与所述第九电机236固定，所述第九电机236输出轴所述机械爪130固定，所述第五铰链与所述第三铰链座222固定。

本发明通过第八电机219带动第二锥齿轮224转动，致使扭转板221能够扭转，从而使机械爪130能够扭转，使机械爪130的抓取和剪切更加灵活自由。

优选地，所述第一移动机构为液压缸，所述液压缸的缸体与所述第一导轨213固定，所述液压缸的运动部件与所述第二导轨203固定。

本发明通过上述液压缸结构的第一移动部驱动第二导轨203移动，可利用液压传动机构的保持位置的优势，使本发明在停机使仍能保持位置。

优选地，所述第二移动机构为液压缸，所述液压缸的缸体与所述第一导轨213固定，所述液压缸的运动部件与所述第三导轨218固定。

其中第一运动机构、第二运动机构、第三运动机构、第四运动机构均可以是丝杠螺母机构、同步带机构、液压/气压驱动机构、齿轮齿条机构或其它直线运动机构。该混联机器人的承载能力、运动速度和精度远远优于传统的串联机器人，同时其灵巧工作空间远大于同尺度并联机构；结合不同领域的实际需求，通过对四个运动机构的传动方式、传动比、尺寸等参数的配置，可对该混联机器人的运动速度、承载能力、工作空间等性能指标进行最优化配置，使整个机器人机构发挥出最佳性能。

本发明通过上述油杆结构的第二移动部驱动第三导轨218移动，可利用液压传动机构的保持位置的优势，使本发明在停机使仍能保持位置。

优选地，如图5～8所示，参见图6，所述机械爪130包括

功能部件101，其用于完成预设功能；

两个机械指102，每个所述机械指102的一端均与一功能部件101固定；

爪身103，所述机械指102沿所述爪身103移动；

绕线部111，用于移动所述机械指102，其与所述爪身103固定；

摄像头110，其安装在所述爪身103上；

其中，所述机械指102的侧面设有应变片120，所述应变片120用于检测所述机械指102的形变情况。

本发明通过绕线部111带动两个机械指102移动，使机械指102完成夹持动作和张开动作，从而使机械指102上的功能部件101完成夹持和张开动作。并且，通过摄像头可观察被夹或被剪切的物体的图像。

优选地，参见图6、7、9，所述爪身103包括爪板、第一导块131、第二导块132，所述第一导块131的端部与一个机械指102固定，所述第二导块132的端部与另一机械指102固定，所述爪板在两机械指102之间开设有垂直于所述机械指102的长度方向的第一导槽112和第二导槽113，所述第二导槽113位于第一导槽112的上侧，所述第一导块131、第二导块132的长度方向与所述第一导槽112、第二导槽113的长度方向平行，第一导块131沿所述第一导槽112移动，所述第二导块132沿所述第二导槽113移动。

本发明通过上述第一导块、第二导槽的配合和第二导块、第二导槽的配合使机械指102在爪身103上横向移动，并且，通过两个可相互交错的第一导块、第二导块在两个导槽中移动，可实现第一导块、第二导块的行程的交错，该设计可以在满足机械爪特定行程需求的同时尽可能使其结构紧凑，减小机械爪整体尺寸。

本发明通过应变片120检测机械指102的弯曲幅度，从而检测机械指102和/或功能部件101的力反馈，并且在夹持和张开过程中通过机械指的应变情况获得夹持力度的反馈信息。

具体地说，整个过程中贴在机械指根部的应变片会根据机械指受力状况的不同，产生相应的形变，通过检测电路可检测出应变片电气特性的变化，从而得到相应的机械指受力情况。

优选地，参见图6、8，所述机械指102与所述爪身103之间设有贴片118，所述贴片118由聚四氟乙烯制成，当然，所述贴片118也可由其它具有耐磨自润滑性质的材料制成。

本发明通过上述贴片可对于机械指102与所述爪身103之间进行润滑，并减少机械指102和所述爪身103的磨损。

优选地，所述两机械指102的形状一样，装配方向关于爪身103中心对称。

本发明的两机械指102的形状完全一样、安装方向对称，有效降低加工成本。

优选地，参见图8，所述机械指102的端部开设有安装孔117，所述安装孔117包括在所述机械指102的X轴方向开设的孔和在所述机械指102的Y轴方向开设的孔。

本发明通过沿X轴开设的孔和沿Y轴方向开设的孔，从而使功能部件101通过多个轴方向开设的安装孔而安装在所述机械指102上，使功能部件101的固定更加牢固。

优选地，参见图5、6，所述绕线部111包括第一电机108、绕线轴121和驱动绳106，所述第一电机108与所述爪板的下表面固定，所述第一电机108的输出轴与所述绕线轴121固定，所述绕线轴121缠绕有所述驱动绳106，所述驱动绳106的两端分别与两个机械指102的远离所述功能部件101的一端连接，所述两个机械指102之间设有复位弹簧，所述爪身103固定有弹簧导棒116，所述弹簧导棒116套装在所述复位弹簧内。

本发明通过上述绕线轴121将两个机械指102聚拢在一起，从而使机械指102上的功能部件101完成夹持或剪切的动作，并通过复位弹簧而使两个机械指102能够自动张开。并且，驱动绳106与所述机械指102的根部连接，可放大应变片120的形变程度，从而增加应变片120的力反馈灵敏度。

具体地，在机械爪闭合过程中，绕线部件在马达的带动下可将两根驱动绳不断缠绕，从而带动两机械爪相向运动；在机械指张开过程中，绕线部件通过转动不断将缠绕在上面的驱动绳放开，同时两机械指在弹簧弹力作用下张开；整个过程中贴在机械指根部的应变片会根据机械指受力状况的不同，产生相应的形变，通过检测电路可检测出应变片电气特性的变化，从而得到相应的机械指受力情况。

优选地，参见图5、6，所述爪板的下表面设有导绳管，所述导绳管内设有驱动绳106，所述爪板设有连接块114，所述连接块114的一端与所述弹簧导棒116固定，所述连接块114的另一端配置有所述导绳管。

本发明通过上述连接块114可对于所述弹簧导棒116、导绳管进行固定，从而避免复位弹簧和驱动绳106之间相互缠绕和打结。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：包括

第一导轨(213)，其两端与机架(212)固定；

第二导轨(203)，其通过第一移动机构与所述第一导轨(213)的上表面连接，所述第二导轨(203)配置为垂直于所述第一导轨(213)；

第三导轨(218)，其通过第二移动机构与所述第一导轨(213)的下表面连接，所述第三导轨(218)配置为垂直于所述第一导轨(213)；

运动杆(209)，其上部通过第三移动机构与所述第二导轨(203)连接，其下部通过第四移动机构与所述第三导轨(218)连接；

机械爪(130)，其与所述运动杆(209)的端部连接。

2.根据权利要求1所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述第一移动机构为带传动机构，所述第一移动机构的传送带与所述第二导轨(203)固定，所述第一移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第一导轨(213)上，所述第一移动机构的传送带的转轴与第二电机(205)的输出轴固定，所述第二电机(205)与所述第一导轨(213)固定。

3.根据权利要求1所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述第一移动机构包括第二电机(205)、第二丝杠、第二螺母、第二卡销、第二滑块(211)，所述第二电机(205)与所述第一导轨(213)固定，所述第二电机(205)的输出轴与所述第二丝杠的端部固定，所述第二丝杠与所述第二螺母螺纹连接，所述第二螺母的外圆周面与所述第二卡销固定，所述第二卡销沿所述第一导轨(213)的上表面移动，所述第二螺母与所述第二滑块(211)固定，所述第二滑块(211)与所述第二导轨(203)固定。

4.根据权利要求3所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述第二移动机构为带传动机构，所述第二移动机构的传送带与所述第三导轨(218)固定，所述第二移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第一导轨(213)上，所述第二移动机构的传送带的转轴与第三电机(235)的输出轴固定，所述第三电机(235)与所述第一导轨(213)固定。

5.根据权利要求3所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述第二移动机构包括第三电机(235)、第三丝杠、第三螺母、第三卡销、第三滑块(216)，所述第三电机(235)与所述第一导轨(213)固定，所述第三电机(235)的输出轴与所述第三丝杠的端部固定，所述第三丝杠与所述第三螺母螺纹连接，所述第三螺母的外圆周面与所述第三卡销固定，所述第三卡销沿所述第一导轨(213)的下表面移动，所述第三螺母与所述第三滑块(216)固定，所述第三滑块(216)与所述第三导轨(218)固定。

6.根据权利要求4所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述第三移动机构为带传动机构，所述第三移动机构的传送带与所述第四滑块(204)固定，所述第三移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第二导轨(203)上，所述第三移动机构的传送带的转轴与所述第四电机(210)的输出轴固定，所述第四电机(210)与所述第二滑块(211)固定；

所述第四滑块(204)通过第一铰链与第一铰链座(227)铰链连接，第一铰链座(227)通过第二铰链与第五滑块(228)铰链连接，所述第一铰链与第二铰链垂直，所述第五滑块(228)沿配置在运动杆(209)的第五导轨(232)移动，所述第五滑块(228)设有第一齿轮电机(229)，所述第一齿轮电机(229)的输出轴设有第一齿轮(230)，所述第一齿轮(230)与所述运动杆(209)上的第一齿条(206)啮合，

优选地，所述第四移动机构包括第五电机(215)、第五丝杠、第五螺母、第五卡销、第六滑块(217)，所述第五电机(215)与所述第三导轨(218)固定，所述第五电机(215)的输出轴与所述第五丝杠的端部固定，所述第五丝杠与所述第五螺母螺纹连接，所述第五螺母的外圆周面与所述第五卡销固定，所述第五卡销沿所述第三导轨(218)的下表面移动，所述第五螺母与所述第六滑块(217)固定，

所述第六滑块(217)通过第三铰链与第二铰链座(225)铰链连接，第二铰链座(225)通过第四铰链与第七滑块(226)铰链连接，所述第三铰链与第四铰链垂直，所述第七滑块(226)配置在运动杆(209)的第六导轨移动。

7.根据权利要求4所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述第三移动机构包括第四电机(210)、第四丝杠、第四螺母、第四卡销、第四滑块(204)，所述第四电机(210)与所述第二滑块(211)固定，所述第四电机(210)的输出轴与所述第四丝杠的端部固定，所述第四丝杠与所述第四螺母螺纹连接，所述第四螺母的外圆周面与所述第四卡销固定，所述第四卡销沿所述第二导轨(203)的移动，所述第四螺母与所述第四滑块(204)固定，

所述第四滑块(204)通过第一铰链与第一铰链座(227)铰链连接，第一铰链座(227)通过第二铰链与第五滑块(228)铰链连接，所述第一铰链与第二铰链垂直，所述第五滑块(228)沿配置在运动杆(209)的第五导轨(232)移动，所述第五滑块(228)设有第一齿轮电机(229)，所述第一齿轮电机(229)的输出轴设有第一齿轮(230)，所述第一齿轮(230)与所述运动杆(209)上的第一齿条(206)啮合。

8.根据权利要求6所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述第四移动机构为带传动机构，所述第四移动机构的传送带与第六滑块(217)固定，所述第四移动机构的传送带的转轴通过轴承安装在所述第三导轨(218)上，所述第四移动机构的传送带的转轴与第五电机(215)的输出轴固定，所述第五电机(215)与所述第三滑块(216)固定；

所述第六滑块(217)通过第三铰链与第二铰链座(225)铰链连接，第二铰链座(225)通过第四铰链与第七滑块(226)铰链连接，所述第三铰链与第四铰链垂直，所述第七滑块(226)配置在运动杆(209)的第六导轨移动，

优选地，所述运动杆(209)内套装有转轴(233)，所述转轴(233)的端部与所述第三齿轮(207)固定，所述第三齿轮(207)与所述第四齿轮(208)啮合，所述第四齿轮(208)与所述第七电机(234)的输出轴固定，所述第七电机(234)与所述运动杆(209)固定，所述转轴(233)的远离所述第四齿轮(208)的一端与所述机械爪(130)固定，

优选地，所述转轴(233)的远离所述第四齿轮(208)的一端通过扭转架与所述机械爪(130)固定，所述扭转架包括第八电机(219)、扭转板(221)、第三铰链座(222)、第一锥齿轮(223)、第二锥齿轮(224)，所述转轴(233)的端部与所述第三铰链座(222)固定，所述第三铰链座(222)通过第五铰链与所述扭转板(221)铰链连接，所述扭转板(221)与所第八电机(219)固定，所述第八电机(219)的输出轴与所述第五铰链垂直，所述第五铰链设有第一锥齿轮(223)，第八电机(219)的输出轴设有与第一锥齿轮(223)啮合的第二锥齿轮(224)，所述扭转板(221)与第九电机(236)固定，第九电机(236)输出轴与所述机械爪(130)固定，所述第五铰链与所述第三铰链座(222)固定。

9.根据权利要求1所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述机械爪(130)包括

功能部件(101)，其用于完成预设功能；

两个机械指(102)，每个所述机械指(102)的一端均与一功能部件(101)固定；

爪身(103)，所述机械指(102)沿所述爪身(103)移动；

绕线部(111)，用于移动所述机械指(102)，其与所述爪身(103)固定；

摄像头(110)，其安装在所述爪身(103)上；

其中，所述机械指(102)的侧面设有应变片(120)，所述应变片(120)用于检测所述机械指(102)的弯曲幅度。

10.根据权利要求9所述的一种混联灵巧操作机器人，其特征在于：所述爪身(103)包括爪板、第一导块(131)、第二导块(132)，所述第一导块(131)的端部与一个机械指(102)固定，所述第二导块(132)的端部与另一个机械指(102)固定，所述爪板在两机械指(102)之间开设有垂直于所述机械指(102)的长度方向的第一导槽(112)和第二导槽(113)，所述第二导槽(113)位于第一导槽(112)的上侧，所述第一导块(131)、第二导块(132)的长度方向与所述第一导槽(112)、第二导槽(113)的长度方向平行，第一导块(131)沿所述第一导槽(112)移动，所述第二导块(132)沿所述第二导槽(113)移动，

优选地，所述机械指(102)与所述爪身(103)之间设有贴片(118)，所述贴片(118)由聚四氟乙烯制成，

优选地，所述两机械指(102)的形状一样，装配方向关于爪身(103)中心对称，

优选地，所述机械指(102)的端部开设有安装孔(117)，所述安装孔(117)包括在所述机械指(102)的X轴方向开设的孔和在所述机械指(102)的Y轴方向开设的孔，

优选地，所述绕线部(111)包括第一电机(108)、绕线轴(121)和驱动绳(106)，所述第一电机(108)与所述爪板的下表面固定，所述第一电机(108)的输出轴与所述绕线轴(121)固定，所述绕线轴(121)缠绕有所述驱动绳(106)，所述驱动绳(106)的两端分别与两个机械指(102)的远离所述功能部件(101)的一端连接，所述两个机械指(102)之间设有复位弹簧，所述爪身(103)固定有弹簧导棒(116)，所述弹簧导棒(116)套装在所述复位弹簧内，

优选地，所述爪板的下表面设有导绳管，所述导绳管内设有驱动绳(106)，所述爪板设有连接块(114)，所述连接块(114)的一端与所述弹簧导棒(116)固定，所述连接块(114)的另一端配置有所述导绳管。