一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪的制作方法
【專利摘要】一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪，它涉及一種機(jī)械手，以解決現(xiàn)有機(jī)械手的抓取傳動(dòng)方式采用連桿傳動(dòng)或機(jī)械傳動(dòng)，連桿傳動(dòng)存在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，機(jī)械傳動(dòng)存在手指閉合時(shí)間較長(zhǎng)，手指的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障的問(wèn)題。電機(jī)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器與螺桿連接，滑塊的中心處設(shè)有螺紋孔，滑塊與螺桿螺紋連接，三個(gè)連桿沿同一圓周均布設(shè)置，每個(gè)連桿的一端與滑塊連接，每個(gè)連桿的另一端與一個(gè)手指連接，手指通過(guò)固定軸安裝在手爪殼體上，每個(gè)手指的中心的軸線的底部安裝有一個(gè)開(kāi)關(guān)傳感器，探針固裝在手爪殼體的下端面上，信號(hào)傳感器安裝在探針的下端。本發(fā)明用于機(jī)器人抓取杯狀目標(biāo)。
【專利說(shuō)明】一種具有二指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械手，具體涉及一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)器人研究的深入和各方面需求的巨大增長(zhǎng)，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷地?cái)U(kuò)大，概念也在不斷地拓展，不再局限于搬運(yùn)、焊接以及大批量作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，人類已經(jīng)研制成功或正在研制用于危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)、海洋資源探測(cè)、核能利用、軍事偵察以及空間探測(cè)中的特種機(jī)器人。機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的由計(jì)算機(jī)控制的智能機(jī)電裝置系統(tǒng)。在機(jī)器人獲得巨大發(fā)展的同時(shí)，機(jī)器人關(guān)鍵部件之一的機(jī)器人手爪也獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。
[0003]目前，機(jī)械手的傳動(dòng)方式主要有腱傳動(dòng)(鋼絲繩、繩索等)和連桿傳動(dòng)。腱一般具有很高的抗拉強(qiáng)度和很輕的重量，容易實(shí)現(xiàn)多自由度和遠(yuǎn)距離動(dòng)力傳輸，節(jié)省空間和成本，是一種零回差的柔順傳動(dòng)方式。但是，腱本身的剛度有限，影響位置精度；控制時(shí)需要一定的預(yù)緊力，容易產(chǎn)生摩擦；腱的布局容易產(chǎn)生力矩和運(yùn)動(dòng)的耦合。這些因素都增加了手爪抓取控制的難度和復(fù)雜性。另外一類是采用連桿的傳動(dòng)方式。其特點(diǎn)是采用平面連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是剛度好、出力大、負(fù)載能力強(qiáng)、加工制造容易、易獲得較高的精度，構(gòu)件之間的接觸可以依靠幾何封閉來(lái)實(shí)現(xiàn)，能夠較好實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)的軌跡的要求，但是設(shè)計(jì)復(fù)雜。還有另外一種機(jī)械傳動(dòng)方式，機(jī)械傳動(dòng)是手爪驅(qū)動(dòng)器通過(guò)螺紋將旋轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和手指之間的彈簧來(lái)驅(qū)動(dòng)手指產(chǎn)生動(dòng)作，但這種傳動(dòng)方式的缺點(diǎn)是手指的閉合時(shí)間較長(zhǎng)，手指的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有機(jī)械手的抓取傳動(dòng)方式采用連桿傳動(dòng)或機(jī)械傳動(dòng)，連桿傳動(dòng)存在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，機(jī)械傳動(dòng)存在手指閉合時(shí)間較長(zhǎng)，手指的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障的問(wèn)題，而提供一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪。
[0005]本發(fā)明的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪包括電機(jī)、聯(lián)軸器、螺桿、滑塊、手爪殼體、探針、信號(hào)傳感器、三個(gè)連桿、三個(gè)手指、三個(gè)固定軸和三個(gè)開(kāi)關(guān)傳感器，電機(jī)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器與螺桿連接，滑塊的中心處設(shè)有螺紋孔，滑塊與螺桿螺紋連接，三個(gè)連桿沿同一圓周均布設(shè)置，每個(gè)連桿的一端與滑塊連接，每個(gè)連桿的另一端與一個(gè)手指連接，手指通過(guò)固定軸安裝在手爪殼體上，每個(gè)手指的中心的軸線的底部安裝有一個(gè)開(kāi)關(guān)傳感器，探針固裝在手爪殼體的下端面上，信號(hào)傳感器安裝在探針的下端。由滑塊的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)抓取任務(wù)。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0008]一、本發(fā)明將連桿機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)結(jié)合起來(lái)，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)螺紋將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)連桿實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的抓取。本發(fā)明能夠探測(cè)到既定目標(biāo)物體的方位，使手爪以合適的力，在視覺(jué)引導(dǎo)下完成對(duì)目標(biāo)的抓取任務(wù)。
[0009]二、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小，動(dòng)作靈活，穩(wěn)定性好，可以實(shí)現(xiàn)低負(fù)載機(jī)械手的功能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖，圖2是滑塊4的立體圖，圖3是手爪殼體5的立體圖，圖4是手指7的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1?圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括包括電機(jī)1、聯(lián)軸器2、螺桿3、滑塊4、手爪殼體5、探針9、信號(hào)傳感器10、三個(gè)連桿6、三個(gè)手指7、三個(gè)固定軸8和三個(gè)開(kāi)關(guān)傳感器11，電機(jī)I的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器2與螺桿3連接，滑塊4的中心處設(shè)有螺紋孔4-1，滑塊4與螺桿3螺紋連接，滑塊4沿螺桿3的軸向運(yùn)動(dòng)，三個(gè)連桿6沿同一圓周均布設(shè)置，每個(gè)連桿6的一端通過(guò)連接軸12與滑塊4連接，每個(gè)連桿6的另一端通過(guò)連接軸12與一個(gè)手指7連接，手指7通過(guò)固定軸8安裝在手爪殼體5上，手指7繞固定軸8張開(kāi)或閉合，每個(gè)手指7的中心的軸線的底部安裝有一個(gè)開(kāi)關(guān)傳感器11，探針9固裝在手爪殼體5的下端面上，信號(hào)傳感器10安裝在探針9的下端。由滑塊4的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)抓取任務(wù)。手指7末端的開(kāi)關(guān)傳感器11用來(lái)檢測(cè)力的大小，使手指7以合適的力完成對(duì)目標(biāo)的抓取任務(wù)。
[0012]工作原理:啟動(dòng)電機(jī)I，螺桿3隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)滑塊4向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)連桿6帶動(dòng)手指7閉合；當(dāng)滑塊4向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，手指7張開(kāi)。當(dāng)探針9接觸到杯狀目標(biāo)底部時(shí)，與探針9連接的信號(hào)傳感器10產(chǎn)生抓取信號(hào)。開(kāi)關(guān)傳感器11用于檢測(cè)手指7是否與目標(biāo)接觸，如果三根手指?jìng)鞲衅魍瑫r(shí)判斷抓取到位，發(fā)送信號(hào)使電機(jī)停轉(zhuǎn)，否則繼續(xù)抓取。
[0013]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是它還增加有連接套筒13，連接套筒13套裝在電機(jī)I的輸出軸、聯(lián)軸器2和螺桿3上，連接套筒13的下端通過(guò)連接元件與手爪殼體5固定連接。這樣設(shè)計(jì)使得機(jī)械傳動(dòng)在一個(gè)封閉的環(huán)境下完成，使得傳動(dòng)更加平穩(wěn)。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0014]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是它還增加有電機(jī)固定套筒14，電機(jī)固定套筒14套裝在電機(jī)I上。電機(jī)固定套筒14用于將電機(jī)I固定。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0015]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的電機(jī)固定套筒14的上端設(shè)有法蘭14-1。這樣設(shè)計(jì)便于電機(jī)固定套筒14與法蘭盤(pán)15連接。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0016]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】四不同的是它還增加有法蘭盤(pán)15，法蘭盤(pán)15設(shè)置在法蘭14-1的上端，法蘭盤(pán)15通過(guò)連接元件與法蘭14-1連接。這樣設(shè)計(jì)便于將三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪與機(jī)械臂的手腕連接。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】四相同。
【權(quán)利要求】
1.一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪，其特征在于:所述三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪包括電機(jī)(1)、聯(lián)軸器(2)、螺桿(3)、滑塊(4)、手爪殼體(5)、探針(9)、信號(hào)傳感器(10)、三個(gè)連桿(6)、三個(gè)手指(7)、三個(gè)固定軸(8)和三個(gè)開(kāi)關(guān)傳感器(11)，電機(jī)(I)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器(2)與螺桿(3)連接，滑塊(4)的中心處設(shè)有螺紋孔(4-1)，滑塊(4)與螺桿(3)螺紋連接，三個(gè)連桿(6)沿同一圓周均布設(shè)置，每個(gè)連桿(6)的一端與滑塊(4)連接，每個(gè)連桿(6)的另一端與一個(gè)手指(7)連接，手指(7)通過(guò)固定軸(8)安裝在手爪殼體(5)上，每個(gè)手指(7)的中心的軸線的底部安裝有一個(gè)開(kāi)關(guān)傳感器(11)，探針(9)固裝在手爪殼體(5)的下端面上，信號(hào)傳感器(10 )安裝在探針(9 )的下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪，其特征在于:所述三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪還包括連接套筒(13)，連接套筒(13)套裝在電機(jī)(I)的輸出軸、聯(lián)軸器(2)和螺桿(3)上，連接套筒(13)的下端通過(guò)連接元件與手爪殼體(5)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪，其特征在于:所述三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪還包括電機(jī)固定套筒(14 )，電機(jī)固定套筒(14 )套裝在電機(jī)(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪，其特征在于:所述電機(jī)固定套筒(14)的上端設(shè)有法蘭(14-1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種具有三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪，其特征在于:所述三指結(jié)構(gòu)的機(jī)械手爪還包括法蘭盤(pán)(15)，法蘭盤(pán)(15)設(shè)置在法蘭(14-1)的上端，法蘭盤(pán)(15)通過(guò)連接元件與法蘭(14-1)連接。
【文檔編號(hào)】B25J15/10GK103507078SQ201310470299
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】葛連正, 梁培棟, 趙立軍, 陳鍵, 王珂, 李瑞峰 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)