CN109202865A - 一种两自由度并联换挡机械手 - Google Patents

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陈刚
吴俊�
陈守宝
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Nanjing University of Science and Technology
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明提供了一种两自由度并联换挡机械手，包括基座、和两套驱动装置，每一套驱动装置包括驱动装置支架、驱动装置、主动杆、L形连接杆、从动杆；其中驱动装置通过驱动装置支架设置于基座上，L形连接杆一端与驱动装置输出轴固定连接，主动杆末端与L形连接杆另一端固定连接，从动杆末端与主动杆前端转动连接，从动杆前端与转动连接，转动轴垂直于驱动装置输出轴运动方向。

Description

一种两自由度并联换挡机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，特别是一种两自由度并联换挡机械手。
背景技术
换挡机械手可作为驾驶机器人的一部分。其与驾驶机器人驾驶机械腿等操纵机构一起连接于基座，同时进行协调动作，代替人类驾驶员完成对车辆的驾驶操纵。
中国专利200420027440.8公开了由东南大学设计的一种七连杆双自由度闭链换档机械手，其换挡机械手采用气动驱动，优点是可实现挂挡与选挡的机械解耦，缺点是结构复杂，密闭性要求高，难以在工程中得到广泛应用。中国专利 201110264354.3描述了一种汽车试验用换挡机械手，其采用旋转电机与减速器组合来驱动换挡机械手动作，选档和挂挡两个运动互不干涉，可实现选挡与挂挡动作的解耦，优点是控制方便，缺点是结构复杂，存在误差累积，运动部件质量大等问题。中国专利201610171902.0公开了一种基于二自由度电磁执行器驱动的驾驶机器人换挡机械手。其采用电磁执行器作为驱动装置，但结构较为复杂，部件多，控制复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两自由度并联换挡机械手，可装配在车辆驾驶机器人上，代替人类驾驶员操纵车辆，实现快速灵活换挡，达到节省人力，提高换挡精度的目的。
实现本发明目的的技术方案为：一种两自由度并联换挡机械手，包括基座、和两套驱动装置，每一套驱动装置包括驱动装置支架、驱动装置、主动杆、L形连接杆、从动杆；其中驱动装置通过驱动装置支架设置于基座上，L形连接杆一端与驱动装置输出轴固定连接，主动杆末端与L形连接杆另一端固定连接，从动杆末端与主动杆前端转动连接，从动杆前端与转动连接，转动轴垂直于驱动装置输出轴运动方向。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明具有结构简单，易于实现控制的优点；(2)利用直线电机作为其驱动装置，不仅系统结构简单，且与气动及液压驱动相比，还避免了泄漏的问题；(3)换挡时只需控制第一主动杆和第二主动杆往相同或者相反的方向移动相同的距离，就可实现挂挡与选档，控制方便。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明的运动机构简图。
图2为本发明的整体结构示意图
图3为本发明的俯视图。
具体实施方式
一种两自由度并联换挡机械手，包括基座1、和两套驱动装置，每一套驱动装置包括驱动装置支架、驱动装置、主动杆、L形连接杆、从动杆。驱动装置通过驱动装置支架设置于基座1上，L形连接杆一端与驱动装置输出轴固定连接，主动杆末端与L形连接杆另一端固定连接，从动杆末端与主动杆前端转动连接，从动杆前端与转动连接，转动轴垂直于驱动装置输出轴运动方向。
具体地，两套驱动装置包括第一驱动装置支架2、第二驱动装置支架3、第一驱动装置4、第二驱动装置5、补偿杆6、第一主动杆7、第二主动杆8、第一 L形连接杆9、第二L形连接杆10、第一从档杆11、第二从动杆12。第一驱动装置4、第二驱动装置5为直线电机。
第一驱动装置支架2和第二驱动装置支架3设置于基座1上。第一驱动装置 4固定于第一驱动装置支架2上，第二驱动装置5固定于第二驱动装置支架3上，且第一驱动装置4、第二驱动装置5的输出轴的运动方向相互平行。第二驱动装置5的输出轴固定连接补偿杆6，补偿杆6的作用使得两个主动杆之间存在一定距离。第一L形连接杆9的末端固定连接第一驱动装置4输出轴，第二L形连接杆10末端固定连接第二驱动装置5输出轴。第一主动杆7末端与第一L形连接杆9前端固定连接，第二主动杆8末端与第二L形连接杆10前端连接。第一从档杆11末端与第一主动杆7前端转动连接，第二从动杆12末端与第二主动杆 8转动连接。第一从档杆11、第二从动杆12交汇于换挡杆夹持手柄13上。
从动杆包括上下平行的两根副杆，副杆的两端分别通过连接杆连接，两根连接杆分别与主动杆、换挡杆夹持手柄13铰接。
当第一驱动装置4和第二驱动装置5的输出轴同时向前或者向后移动相同距离，可带动换挡杆夹持手柄13实现挂挡动作，当第一驱动装置4和第二驱动装置5分别向相反方向移动相同距离，可带动换挡杆夹持手柄实现选挡动作。

Claims (4)

1.一种两自由度并联换挡机械手，其特征在于，包括基座(1)、和两套驱动装置，每一套驱动装置包括驱动装置支架、驱动装置、主动杆、L形连接杆、从动杆；其中
驱动装置通过驱动装置支架设置于基座(1)上，
L形连接杆一端与驱动装置输出轴固定连接，
主动杆末端与L形连接杆另一端固定连接，
从动杆末端与主动杆前端转动连接，
从动杆前端与转动连接，
转动轴垂直于驱动装置输出轴运动方向；
两个驱动装置的输出轴可以同向运动，也可以反向运动。
2.根据权利要求1所述的换挡机械手，其特征在于，第一驱动装置(4)、第二驱动装置(5)的输出轴的运动方向平行，第一主动杆(7)、第二主动杆(8)平行设置，第二L形连接杆(10)通过补偿杆(6)与第二驱动装置(5)的输出轴固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的换挡机械手，其特征在于，第一从档杆(11)、第二从动杆(12)交汇于换挡杆夹持手柄(13)上。
4.根据权利要求3所述的换挡机械手，其特征在于，从动杆包括上下平行的两根副杆，副杆的两端分别通过连接杆连接，两根连接杆分别与主动杆、换挡杆夹持手柄(13)转动连接。
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