CN112109103A - 一种输出力可实时调节的机械手 - Google Patents

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CN112109103A
CN112109103A CN202011160884.9A CN202011160884A CN112109103A CN 112109103 A CN112109103 A CN 112109103A CN 202011160884 A CN202011160884 A CN 202011160884A CN 112109103 A CN112109103 A CN 112109103A
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piston
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刘旭辉
李鹏
成玫
仪修琛
郑晓晖
叶鸣强
吴晓雪
姚行艳
王智深
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Dingjin Shanghai Intelligent Technology Co ltd
Shanghai Yibei Industry Co ltd
Shanghai Institute of Technology
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Dingjin Shanghai Intelligent Technology Co ltd
Shanghai Yibei Industry Co ltd
Shanghai Institute of Technology
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Abstract

本发明涉及一种输出力可实时调节的机械手，包括超磁致伸缩驱动器、驱动放大装置和机械爪：所述驱动放大装置包括缸体、大端活塞和小端活塞，所述缸体包括轴向相连通的大端部和小端部，所述大端活塞位于所述大端部内，所述小端活塞位于所述小端部内；所述超磁致伸缩驱动器的顶杆与所述大端活塞固定连接；所述机械爪包括推杆和由所述推杆带动的连杆机构，所述推杆与所述小端活塞固定连接。本发明具有输出力和输出位移可以调节，并且效应速度快，因此可以实现精确、实时、有效的控制；并且具有稳定、可靠、节能等优点。

Description

一种输出力可实时调节的机械手
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，特别涉及一种输出力可实时调节的机械手。
背景技术
机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。现有机械手大多采用电机或者液压驱动，因此难以达到精确、有效、迅速的输出力控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输出力可实时调节的机械手，以解决现有的机械手难以达到精确、有效、迅速的输出力控制的技术问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种输出力可实时调节的机械手，包括超磁致伸缩驱动器、驱动放大装置和机械爪：
所述驱动放大装置包括缸体、大端活塞和小端活塞，所述缸体包括轴向相连通的大端部和小端部，所述大端活塞位于所述大端部内，所述小端活塞位于所述小端部内；
所述超磁致伸缩驱动器的顶杆与所述大端活塞固定连接；
所述机械爪包括推杆和由所述推杆带动的连杆机构，所述推杆与所述小端活塞固定连接。
较佳地，所述驱动放大装置为液压放大器。
较佳地，在所述缸体内，所述大端活塞和小端活塞之间填充有液压油。
较佳地，还包括固定支架，所述超磁致伸缩驱动器和驱动放大装置均固定在所述固定支架内，所述机械爪安装在所述固定支架上，所述驱动放大装置位于所述超磁致伸缩驱动器和机械爪之间。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
1、本发明提供一种输出力可实时调节的机械手，利用超磁致驱动来作为驱动部分，由于超磁致伸缩棒可以在通电线圈产生的磁场下伸长别提供较大的驱动力，并且响应速度快，因此可以快速调节其伸长长度和驱动力大小，实时提供更加精确的位移和驱动力，从而实现精确、实时、有效的控制。
2、本发明提供一种输出力可实时调节的机械手，其位移放大装置可以提供更大的位移，采用液压来作为放大装置也更为稳定，性能更加可靠。
3、本发明提供一种输出力可实时调节的机械手，其超磁致伸缩驱动器的碟簧在给超磁致伸缩棒提供预紧力从而提高输出力的同时，能存储能量并实现自主回弹，使整个装置回归初始状态，从而提高能量利用率，节约能量。相较于弹簧更耐用、可靠。
4、本发明提供一种输出力可实时调节的机械手，其驱动部分底部添加永磁铁可以进一步提高输出力。
5、本发明提供一种输出力可实时调节的机械手，具有输出力和输出位移可以调节，并且效应速度快，因此可以实现精确、实时、有效的控制；并且具有稳定、可靠、节能等优点。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1为本发明的优选实施例提供的超磁致伸缩驱动器的结构示意图；
图2为本发明的优选实施例提供的驱动放大装置的结构示意图；
图3为本发明的优选实施例提供的机械爪的结构示意图；
图4为本发明的优选实施例提供的一种输出力可实时调节的机械手的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合图1至图4对本发明提供的一种输出力可实时调节的机械手进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
请参考图1至图4，一种输出力可实时调节的机械手，包括固定支架1以及固定在固定支架1内的超磁致伸缩驱动器2和驱动放大装置3，以及设置在所述固定支架1上的机械爪4，所述驱动放大装置3位于所述超磁致伸缩驱动器2和机械爪4之间。
所述超磁致伸缩驱动器2包括底座21、永磁体211、超磁致伸缩棒22、相变材料23、外壳24、套筒210、线圈212、导线绕筒29、顶杆28、端盖25、碟簧26、直线轴承27，顶杆28的一端与超磁致伸缩棒22轴向连接，另一端伸出至超磁致伸缩驱动器2外。底座通过螺纹紧固件固定安装在固定支架1内。所述超磁致伸缩驱动器2的工作原理：超磁致伸缩棒22可以在通电线圈212产生的磁场下伸长别提供较大的驱动力，其特点为超磁致伸缩棒22响应速度快，因此可以快速调节其伸长长度和驱动力大小，从而实现精确、实时、有效的控制。
所述驱动放大装置3包括缸体31、大端活塞32和小端活塞34，所述缸体31通过螺纹紧固件固定在固定支架1内，其包括轴向相连通的大端部311和小端部312，大端部311的直径大于小端部312的直径。所述大端活塞32位于所述大端部311内，所述小端活塞34位于所述小端部312内。所述驱动放大装置3的工作原理：为了达到等压的平衡条件，由于两个活塞(大端活塞32和小端活塞34)面积有差异，因此，小端活塞34可以产生更大的位移。
所述超磁致伸缩驱动器2的顶杆与所述大端活塞32固定连接；
所述机械爪4包括推杆41和由所述推杆41带动的连杆机构42，所述连杆机构42由若干连杆铰接而成夹爪结构，所述推杆41与所述小端活塞34固定连接。
本发明对驱动放大装置3是液压放大器还是气压放大器不做具体限制，优选的，驱动放大装置3为液压放大器，即在所述缸体31内，所述大端活塞32和小端活塞34之间填充有液压油33。
一种输出力可实时调节的机械手的工作原理：
超磁致伸缩棒22在线圈212的磁场作用下，伸长并产生力，并通过顶杆传递到驱动放大装置3的大端活塞32并推动其运动，再通过压强作用推动小端活塞34运动，小端活塞34推动推杆41运动，推杆41的运动引起连杆机构42的相对运动，从而实现机械爪4的抓取动作。

Claims (4)

1.一种输出力可实时调节的机械手，其特征在于，包括超磁致伸缩驱动器、驱动放大装置和机械爪：
所述驱动放大装置包括缸体、大端活塞和小端活塞，所述缸体包括轴向相连通的大端部和小端部，所述大端活塞位于所述大端部内，所述小端活塞位于所述小端部内；
所述超磁致伸缩驱动器的顶杆与所述大端活塞固定连接；
所述机械爪包括推杆和由所述推杆带动的连杆机构，所述推杆与所述小端活塞固定连接。
2.如权利要求1所述的一种输出力可实时调节的机械手，其特征在于，所述驱动放大装置为液压放大器。
3.如权利要求2所述的一种输出力可实时调节的机械手，其特征在于，在所述缸体内，所述大端活塞和小端活塞之间填充有液压油。
4.如权利要求1所述的一种输出力可实时调节的机械手，其特征在于，还包括固定支架，所述超磁致伸缩驱动器和驱动放大装置均固定在所述固定支架内，所述机械爪安装在所述固定支架上，所述驱动放大装置位于所述超磁致伸缩驱动器和机械爪之间。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000158375A (ja) * 1998-09-24 2000-06-13 Moritex Corp マニピュレ―タヘッド
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CN213439722U (zh) * 2020-10-29 2021-06-15 上海应用技术大学 一种输出力可实时调节的机械手

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