基于扭力彈簧防松結(jié)構(gòu)的機械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于扭力彈簧防松結(jié)構(gòu)的機械手，固定板下端兩側(cè)分別通過擺動桿鉸接左、右機械手手指，左、右機械手手指中間鉸接在一起，其鉸接處安置扭力彈簧防松組件，扭力彈簧防松組件中的扭力彈簧的兩端分別固定在左、右機械手手指內(nèi)，左、右機械手手指下端分別鉸接壓縮彈簧與測力傳感器組件。本發(fā)明的防松結(jié)構(gòu)以安裝在機械手手指間的扭力彈簧為主要防松組件，同時在手指指尖位置設(shè)計一對壓縮彈簧作為輔助放松元件。在工作中由于夾緊力的存在，可以有效的降低動力源的能源消耗。該結(jié)構(gòu)占用空間小，工作可靠，不影響機械手抓取物體的空間。配合手指間的測力傳感器可以方便的控制機械手抓取物體時的抓緊力。
【專利說明】基于扭力彈簧防松結(jié)構(gòu)的機械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機械手，尤其是一種可適應不同被抓物件的表面承受壓力的要求的機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]機械手也被稱為自動手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機械手在設(shè)計時，不但要保證有一定的開閉尺寸范圍，以滿足工件尺寸變化的要求，而且還要保證手指要有足夠的對工件的夾緊力以及防松裝置，以達到在抓取和搬運工作中的可靠與安全性等要求。一般機械手的放松裝置是采用在手指兩側(cè)連接一個拉力彈簧。這樣的結(jié)構(gòu)往往影響機械手的抓取空間即影響機械手抓取物件的大小，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于防松彈簧處于兩手指之間因此影響機械手的抓取空間，要抓取稍大的物體必須增大機械手的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是要提供一種基于扭力彈簧防松結(jié)構(gòu)的機械手，該防松結(jié)構(gòu)以安裝在機械手手指間的扭力彈簧為主要防松組件，同時在手指指尖位置設(shè)計一對壓縮彈簧作為輔助放松元件；該結(jié)構(gòu)占用空間小，不影響機械手抓取物體的空間，配合手指間的測力傳感器可以方便的控制機械手抓取物體時的抓緊力；大大地簡化了控制系統(tǒng)的要求。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于扭力彈簧防松結(jié)構(gòu)的機械手，包括工作拉桿、固定板、擺動桿、左機械手手指、右機械手手指、手指尖組件、扭力彈簧防松組件、動作機構(gòu)，其特點是:固定板下端兩側(cè)分別通過擺動桿鉸接左、右機械手手指，左、右機械手手指中間鉸接在一起，其鉸接處安置扭力彈簧防松組件，扭力彈簧防松組件中的扭力彈簧的兩端分別固定在左、右機械手手指內(nèi)，左、右機械手手指下端分別鉸接手指尖組件。
[0005]手指尖組件由手指尖、力傳感器連接桿、連接套、壓縮彈簧、固定螺栓、彈簧導向筒、傳感器支撐塊、測力傳感器組成，手指尖后端與機械手手指鉸接，手指尖前端內(nèi)裝有力傳感器連接桿，力傳感器連接桿后端軸上裝有測力傳感器和傳感器支撐塊，傳感器支撐塊與連接套后內(nèi)端面之間裝有壓縮彈簧，且壓縮彈簧與手指尖后內(nèi)端面之間的固定螺栓和彈簧導向筒約束連接。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的防松結(jié)構(gòu)以安裝在機械手手指間的扭力彈簧為主要防松組件，同時在手指指尖位置設(shè)計一對壓縮彈簧作為輔助防松元件。在工作中由于夾緊力的存在，可以有效的降低動力源的能源消耗。該結(jié)構(gòu)占用空間小，工作可靠，不影響機械手抓取物體的空間。配合手指間的測力傳感器可以方便的控制機械手抓取物體時的抓緊力。不會形成控制系統(tǒng)的振蕩，實時響應快，大大地簡化了控制系統(tǒng)的要求。該結(jié)構(gòu)原理不僅可以用于兩個手指的機械手，同時還可以用于多個手指的機械手，這是其它防松結(jié)構(gòu)所難以實現(xiàn)的，而且還能保證各個手指均勻的夾緊力。
[0007]本發(fā)明將防松的扭力彈簧處于手指內(nèi)部，因此不會影響機械手的抓取空間。由于在手指指尖位置設(shè)計一對相對扭力彈簧剛度較弱的壓縮彈簧作為輔助放松組件，可以適應不同被抓物件的表面承受壓力的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是現(xiàn)有的裝有防松結(jié)構(gòu)的機械手結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2的左視圖；
圖4是圖2中扭力彈簧防松組件結(jié)構(gòu)放大圖；
圖5是壓縮彈簧與測力傳感器組件結(jié)構(gòu)剖視圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0010]如圖2，3所示，一種基于扭力彈簧防松結(jié)構(gòu)的機械手，包括工作拉桿1、固定板2、擺動桿3、左機械手手指4、右機械手手指5、手指尖組件6、扭力彈簧防松組件7、動作機構(gòu)8。
[0011]固定板2下端兩側(cè)分別通過擺動桿3鉸接左、右機械手手指4，5，左、右機械手手指4，5中間鉸接在一起，其鉸接處安置扭力彈簧防松組件7。如圖4所示，扭力彈簧防松組件7中的扭力彈簧9的兩端分別固定在左、右機械手手指4，5內(nèi)，左、右機械手手指4，5下立而分別絞接手指尖組件6。
[0012]如圖5所不，手指尖組件6由力傳感器連接桿10、手指尖11、壓縮彈黃12、固定螺栓13、彈簧導向筒14、傳感器支撐塊15、測力傳感器16組成，手指尖11后端與機械手手指鉸接，手指尖11前端內(nèi)裝有力傳感器連接桿10，力傳感器連接桿10后端軸上裝有測力傳感器16和傳感器支撐塊15，傳感器支撐塊15與手指尖11后內(nèi)端面之間裝有壓縮彈簧12，且壓縮彈簧12與手指尖11后內(nèi)端面之間的固定螺栓13和彈簧導向筒14約束連接。
[0013]各部件主要作用:
(I)工作拉桿I —在動作機構(gòu)作用下推、拉機械手手指I與2張開與閉合完成放松與抓取物體的工作。
[0014](2)固定板2—支撐、連接動作機構(gòu)與擺動桿。
(3)擺動桿2——支撐、連接固定板與機械手。
(4)左機械手手指4—放松與抓取物體。兩手指間的鉸接處安置扭力彈簧，扭力彈簧的兩測固定端分別與左、右機械手手指4、5固定。利用兩手指之間的鉸接結(jié)構(gòu)在工作拉桿的作用下形成相互間的角度變化，并由角度變化引起扭力彈簧受力而產(chǎn)生防松力。
(5)右機械手手指5—同左機械手手指4。
[0015](6)手指尖組件6—由力傳感器連接桿、壓縮彈簧、固定螺栓、彈簧導向筒、傳感器支撐塊、測力傳感器、手指尖等組成。
[0016]I)力傳感器連接桿主要將機械手夾緊抓取物體的工作力傳遞給測力傳感器。[0017]2)壓縮彈簧主要完成輔助防松的作用，在工作時在一定夾緊力的作用下力傳感器連接桿回縮到一定位置，由扭力彈簧完成防松工作。當抓取物體的表面不能有較大個壓力時則由壓縮彈簧完成防松工作。
[0018]3)固定螺栓主要是固定彈簧導向筒。
[0019]4)彈簧導向筒主要是與力傳感器連接桿共同約束壓縮彈簧的理想壓縮位置變化，防止壓縮彈簧彎曲變形。
[0020]5)傳感器支撐塊主要保持測力傳感器的良好受力狀態(tài)，以免引起測量誤差。
[0021]6)測力傳感器主要進行工作時的夾緊力測試并與控制系統(tǒng)共同進行工作狀態(tài)控制。
[0022](7)扭力彈簧防松組件6—扭力彈簧的兩測固定端分別與機械手手指1、2固定。利用兩手指之間的鉸接結(jié)構(gòu)在工作拉桿的作用下形成相互間的角度變化，并由角度變化引起扭力彈簧受力而產(chǎn)生防松力。
(8)動作機構(gòu)8——機械手的動力源。
[0023]本發(fā)明的工作原理如下:
當動作機構(gòu)8向上提升時，在工作拉桿I拉動左、右機械手手指4、5，在左、右機械手手指4、5以及擺動桿3之間的鉸接作用下，扭力彈簧防松組件6形成反彈力保持手指夾緊被抓物件。同時在手指指尖位置的一對壓縮彈簧12在壓縮力的作用下也起到輔助防松的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種基于扭力彈簧防松結(jié)構(gòu)的機械手，包括工作拉桿(I)、固定板(2)、擺動桿(3)、左機械手手指(4)、右機械手手指(5)、手指尖組件(6)、扭力彈簧防松組件(7)、動作機構(gòu)(8)，其特征在于:所述固定板(2)下端兩側(cè)分別通過擺動桿(3)鉸接左、右機械手手指(4，5)，左、右機械手手指(4，5)中間鉸接在一起，其鉸接處安置扭力彈簧防松組件(7)，扭力彈簧防松組件(7)中的扭力彈簧(9)的兩端分別固定在左、右機械手手指(4，5)內(nèi)，左、右機械手手指(4，5)下端分別鉸接壓縮彈簧與測力傳感器組件(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于扭力彈簧防松結(jié)構(gòu)的機械手，其特征在于:所述壓縮彈簧與測力傳感器組件(6)由力傳感器連接桿(10)、手指尖(11)、壓縮彈簧(12)、固定螺栓(13)、彈簧導向筒(14)、傳感器支撐塊(15)、測力傳感器(16)組成，手指尖(11)后端與機械手手指鉸接，手指尖(11)前端內(nèi)裝有力傳感器連接桿(10)，力傳感器連接桿(10)后端軸上裝有測力傳感器(16)和傳感器支撐塊(15)，傳感器支撐塊(15)與手指尖(11)后內(nèi)端面之間裝有壓縮彈簧(12)，且壓縮彈簧(12)與手指尖(11)后內(nèi)端面之間的固定螺栓(13)和彈簧導 向筒(14)約束連接。
【文檔編號】B25J9/08GK103624780SQ201310638460
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】石鋼, 黃群, 溫有才 申請人:上海應用技術(shù)學院