本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪。

背景技術(shù)：

機(jī)器人手爪是機(jī)器人設(shè)計(jì)當(dāng)中一個(gè)高度集成的、具有多種感知功能的機(jī)電系統(tǒng)，既是一個(gè)主動(dòng)感知工作環(huán)境信息的感知器,又是機(jī)器人末端的執(zhí)行器,在具體設(shè)計(jì)過程中，涉及到機(jī)器人手爪工件結(jié)構(gòu)形式的分析、工件定位點(diǎn)及夾緊方式的確定、工件檢測傳感器位置及數(shù)量的確定、工件表面的清潔、手爪的安全性等相關(guān)設(shè)計(jì)要求。目前，機(jī)器人手爪還無法提供其相對(duì)狀態(tài)信息，不能實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定可靠的抓取和捕獲。

因此，機(jī)器人領(lǐng)域迫切需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)鋁蜂窩板、薄鋁板、木板表面的附著、緩沖、抓緊、釋放等功能的機(jī)械手爪，從而為機(jī)器人手爪在現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用提供技術(shù)支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提供一種聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，用于解決現(xiàn)有機(jī)器人手爪的不足，提供一種能夠?qū)δ繕?biāo)的通用表面實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定可靠的抓取釋放的手爪。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，包括上支架、下支架、支撐桿和外套筒，所述上支架和所述下支架之間設(shè)有移動(dòng)推盤和用以推動(dòng)移動(dòng)推盤向上移動(dòng)的推動(dòng)部件；所述外套筒的一端連接所述上支架，所述外套筒的另一端穿過所述移動(dòng)推盤與所述下支架連接，所述移動(dòng)推盤內(nèi)設(shè)有鎖止部件，所述鎖止部件與所述外套筒外壁的開孔配合，；所述支撐桿的一端連接所述上支架，所述支撐桿的另一端穿過所述移動(dòng)推盤連接所述下支架，所述上支架與所述移動(dòng)推盤之間的所述支撐桿外壁上設(shè)有彈射彈性件；所述下支架底部設(shè)有緩沖部件，所述緩沖部件的一端穿過所述下支架伸入所述外套筒內(nèi)，所述緩沖部件在所述外套筒內(nèi)可沿所述外套筒上下移動(dòng)并能使所述鎖止部件脫離所述外套筒；所述移動(dòng)推盤的外壁對(duì)稱轉(zhuǎn)動(dòng)連接有聯(lián)動(dòng)式鉤爪，所述聯(lián)動(dòng)式鉤爪包括連接于所述移動(dòng)推盤的推桿和與所述推桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的爪刺，所述爪刺的爪身設(shè)有連接部，所述連接部與所述下支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

其中，所述推動(dòng)部件包括位于所述移動(dòng)推盤下方的推動(dòng)盤，所述推動(dòng)盤與升降絲杠配合連接，用于實(shí)現(xiàn)所述推動(dòng)盤的上下運(yùn)動(dòng)。

其中，所述支撐桿的另一端和所述外套筒的另一端均依次穿過所述移動(dòng)推盤和所述推動(dòng)盤與所述下支架連接。

其中，所述升降絲杠連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)于所述上支架上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸穿過所述上支架與所述升降絲杠的一端連接，所述升降絲杠的另一端穿過所述移動(dòng)推盤和所述推動(dòng)盤與所述下支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

其中，所述緩沖部件包括內(nèi)套桿，所述內(nèi)套桿的一端穿過所述下支架伸入所述外套筒內(nèi)，所述內(nèi)套桿的另一端連接有緩沖足，所述緩沖足與所述下支架之間的所述內(nèi)套桿的外壁設(shè)有緩沖彈性件。

其中，所述緩沖彈性件為緩沖彈簧。

其中，所述鎖止部件包括鎖止彈性件和固定桿，所述鎖止彈性件的一端固定于所述移動(dòng)推盤的內(nèi)壁，所述鎖止彈性件的另一端連接所述固定桿，所述固定桿與所述外套筒的開孔配合。

其中，所述鎖止彈性件為鎖止彈簧。

其中，所述爪刺包括第一彎折部和第二彎折部，所述第一彎折部與所述下支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

其中，所述推桿與所述移動(dòng)推盤之間、所述推桿與所述爪刺之間和所述連接部與所述下支架之間均通過轉(zhuǎn)動(dòng)銷連接。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1、本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，通過上支架、下支架、支撐桿和外套筒實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的支撐；通過推動(dòng)部件和彈射彈性件實(shí)現(xiàn)移動(dòng)推盤的上下移動(dòng)；通過鎖止部件實(shí)現(xiàn)移動(dòng)推盤與外套筒的鎖緊固定，通過緩沖部件實(shí)現(xiàn)鎖止部件與外套筒的脫離；通過移動(dòng)推盤的上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)式鉤爪的開合；該聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速可靠穩(wěn)定的抓緊釋放，具備著陸緩沖、快速侵徹刺破和抓取等功能；

2、本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)、升降絲杠和推動(dòng)盤實(shí)現(xiàn)移動(dòng)推盤的向上運(yùn)動(dòng)，并且利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)推動(dòng)盤的下移以回歸原位；通過在移動(dòng)推盤內(nèi)設(shè)鎖止彈性件和固定桿，固定桿與外套筒開口的配合，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)推盤與外套筒的鎖緊固定。

附圖說明

圖1、2為本發(fā)明提供的聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明提供的聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪的剖視圖；

圖中，1：上支架；2：下支架；3：支撐桿；4：外套筒；5：移動(dòng)推盤；6：推動(dòng)部件；61：推動(dòng)盤；62：升降絲杠；63：驅(qū)動(dòng)電機(jī)；7：鎖止部件；71：鎖止彈性件；72：固定桿；8：彈射彈性件；9：緩沖部件；91：內(nèi)套桿；92：緩沖足；93：緩沖彈性件；10：聯(lián)動(dòng)式鉤爪；101：推桿；102：爪刺；102-1：第一彎折部；102-2：第二彎折部。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本發(fā)明提供一種聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，用于解決現(xiàn)有機(jī)器人手爪的不足，提供一種能夠?qū)δ繕?biāo)的通用表面實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定可靠的抓取釋放的手爪。

如圖1-3所示，本發(fā)明實(shí)施例中提供一種聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，包括上支架1、下支架2、支撐桿3和外套筒4，上支架1和下支架2之間設(shè)有移動(dòng)推盤5和推動(dòng)部件6，該推動(dòng)部件6可以推動(dòng)移動(dòng)推盤5向上移動(dòng)；外套筒4的一端固定連接在上支架1的底端，外套筒4的另一端穿過移動(dòng)推盤5與下支架2的頂端固定連接，移動(dòng)推盤5內(nèi)設(shè)有鎖止部件7，該鎖止部件7的一端設(shè)于移動(dòng)推盤5的內(nèi)壁上，另一端能夠與外套筒4外壁的開孔配合，即鎖止部件7的另一端能夠穿入外套筒4的開孔中；支撐桿3的一端固定連接在上支架1的底端，支撐桿3的另一端穿過移動(dòng)推盤5與下支架2的頂端固定連接，此外，上支架1與移動(dòng)推盤5之間的支撐桿3外壁上還設(shè)有彈射彈性件8，該彈射彈性件8能夠在鎖止部件7與外套筒4脫離時(shí)促使移動(dòng)推盤5釋放，即使得移動(dòng)推盤5向下運(yùn)動(dòng)；可以理解的是，該彈射彈性件8可以采用彈簧，即彈射彈簧；下支架2底部設(shè)有緩沖部件9，緩沖部件9的一端穿過下支架2伸入外套筒4內(nèi)，緩沖部件9在外套筒4內(nèi)能夠沿外套筒4上下移動(dòng)，并且緩沖部件9的頂端能夠推動(dòng)鎖止部件7使其脫離外套筒4；移動(dòng)推盤5的外壁設(shè)有對(duì)稱布置的聯(lián)動(dòng)式鉤爪10，聯(lián)動(dòng)式鉤爪10轉(zhuǎn)動(dòng)連接于移動(dòng)推盤5的外壁上，其中，聯(lián)動(dòng)式鉤爪10包括推桿101和爪刺102，其中，推桿101轉(zhuǎn)動(dòng)連接于移動(dòng)推盤5的外壁上，爪刺102轉(zhuǎn)動(dòng)連接于推桿101上，并且爪刺102的爪身上還設(shè)有連接部，該連接部與下支架2轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

可以理解的是，為了更好的對(duì)目標(biāo)的動(dòng)作，聯(lián)動(dòng)式鉤爪10設(shè)置為4個(gè)，4個(gè)聯(lián)動(dòng)式鉤爪10均勻布置在移動(dòng)推盤5和下支架2的外側(cè)，其中，推桿101轉(zhuǎn)動(dòng)連接于移動(dòng)推盤25的外壁，爪刺102的連接部轉(zhuǎn)動(dòng)連接于下支架2的外壁。

本發(fā)明提供的聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，在運(yùn)動(dòng)過程中分為靜止?fàn)顟B(tài)、彈射過程和歸位過程；

其中，靜止?fàn)顟B(tài)，推動(dòng)部件6停靠在下支架2的上表面，鎖止部件7的另一端與外套筒4上的開孔配合，以將移動(dòng)推盤5鎖定在外套筒4上，此時(shí)，移動(dòng)推盤5與上支架1之間的彈射彈性件處于預(yù)緊狀態(tài)；聯(lián)動(dòng)式鉤爪處于張開狀態(tài)；

彈射過程，緩沖部件9在外力作用下向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)穿入外套筒4內(nèi)的鎖止部件7，使鎖止部件脫離出外套筒4，從而使得移動(dòng)推盤5與外套筒4脫離，由于彈射彈性件的作用，移動(dòng)推盤4由原位置向下彈射到推動(dòng)部件6的上表面，移動(dòng)推盤4帶動(dòng)推桿101下移，爪刺102繞下支架2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)式鉤爪的閉合；另一方面，解除對(duì)緩沖部件9的外力，緩沖部件9就會(huì)沿外套筒4向下移動(dòng)回歸原位；

歸位過程，推動(dòng)部件6向上移動(dòng)，推動(dòng)移動(dòng)推盤5向上運(yùn)動(dòng)，使得彈射彈性件收緊聚集彈性力，同時(shí)連接在移動(dòng)推盤5上的推桿101一同向上運(yùn)動(dòng)，爪刺102繞下支架2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)式鉤爪的張開，當(dāng)移動(dòng)推盤向上運(yùn)動(dòng)到移動(dòng)推盤5的鎖止部件7與外套筒4的開孔正好配合時(shí)，移動(dòng)推盤固定；另一方面，推動(dòng)部件6回歸到下支架2的上表面。

本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的通用表面的附著、緩沖、抓緊、釋放等動(dòng)作，如對(duì)鋁蜂窩板、薄鋁板、木板等表面的附著、緩沖、抓緊、釋放等動(dòng)作，具備著陸緩沖、快速侵徹刺破和抓取的功能，因此，該聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪，能夠?qū)δ繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定可靠的抓取釋放。

本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)推動(dòng)作用，推動(dòng)部件6包括位于移動(dòng)推盤5下方的推動(dòng)盤61，該推動(dòng)盤61配合連接有升降絲杠62，通過升降絲杠62實(shí)現(xiàn)推動(dòng)盤61的上下移動(dòng)，推動(dòng)盤6向上運(yùn)動(dòng)推動(dòng)移動(dòng)推盤5向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)盤6向下運(yùn)動(dòng)回歸原位?？吭谙轮Ъ?的上表面。

本實(shí)施例中，外套筒4設(shè)于該機(jī)械手爪的中心位置，支撐桿3圍繞外套筒4均勻設(shè)置有3個(gè)，而且支撐桿3的另一端和外套筒4的另一端均依次穿過移動(dòng)推盤5和推動(dòng)盤61與下支架2連接。

本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)推動(dòng)盤61的上下移動(dòng)，升降絲杠62設(shè)置在上支架1和下支架2之間，升降絲杠62連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)63，驅(qū)動(dòng)電機(jī)63設(shè)于上支架1上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)63的輸出軸穿過上支架1與升降絲杠62的一端連接，升降絲杠62的另一端穿過移動(dòng)推盤5和推動(dòng)盤61與下支架2轉(zhuǎn)動(dòng)連接。可以理解的是，驅(qū)動(dòng)電機(jī)63帶動(dòng)升降絲杠62轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺旋傳動(dòng)的作用下，與升降絲杠62配合連接的推動(dòng)盤上下移動(dòng)。

本實(shí)施例中，如圖3所示，緩沖部件9包括內(nèi)套桿91，內(nèi)套桿91的一端穿過下支架2伸入外套筒4內(nèi)，內(nèi)套桿91的另一端連接有緩沖足92，緩沖足92與下支架2之間的內(nèi)套桿91的外壁設(shè)有緩沖彈性件93?？梢岳斫獾氖牵摼彌_彈性件93可以采用彈簧，即為緩沖彈簧；內(nèi)套桿91的另一端固定在緩沖足92上；該緩沖部件9動(dòng)作過程中，外力作用于緩沖足92，緩沖足92向上運(yùn)動(dòng)，緩沖足92和下支架2之間的緩沖彈簧向上壓縮，處于壓緊狀態(tài)，緩沖足92帶動(dòng)內(nèi)套桿91沿外套筒4向上運(yùn)動(dòng)，內(nèi)套桿91的頂端推動(dòng)配合在外套筒4上的鎖止部件7，使得鎖止部件7與外套筒4脫離。

本實(shí)施例中，如圖3所示，為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)推盤5與外套筒4的鎖定，鎖止部件7包括鎖止彈性件71和固定桿72，鎖止彈性件71的一端固定于移動(dòng)推盤5的內(nèi)壁，鎖止彈性件71的另一端連接固定桿72，固定桿72與外套筒4的開孔配合?？梢岳斫獾氖牵撴i止彈性件71采用彈簧，即為鎖止彈簧。

本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)式鉤爪10在移動(dòng)推盤5的作用下的開合，爪刺102包括第一彎折部102-1和第二彎折部102-2，其中，第一彎折部102-1與下支架2轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第一彎折部102-1向外彎折，第二彎折部102-2向內(nèi)彎折，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)工件抓緊、釋放等動(dòng)作。

本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)連接部件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，推桿101與移動(dòng)推盤5之間、推桿101與爪刺102之間以及第一彎折部102-1與下支架2之間均通過轉(zhuǎn)動(dòng)銷連接。

本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)式彈性機(jī)械手爪的整體機(jī)架采用鋁材料，鋁質(zhì)量比較輕，能夠有效減輕整體裝置的自重。

本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)式鉤爪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為靜止?fàn)顟B(tài)、彈射過程、歸位過程三部分；

其中，靜止?fàn)顟B(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)靜止，推動(dòng)盤停靠在下支架的上表面，彈射彈簧處于預(yù)緊狀態(tài)，安裝在移動(dòng)推盤內(nèi)的固定桿，在鎖止彈簧的壓力作用下，固定桿前端穿過外套筒的孔洞，使移動(dòng)推盤鎖死固定，連接在移動(dòng)推盤上的推桿以及爪刺處于張開狀態(tài)，緩沖彈簧處于未發(fā)生形變的狀態(tài)；

彈射過程，緩沖足在外界物體碰撞或者向上的力的作用下，向上運(yùn)動(dòng)，使緩沖彈簧壓縮，處于壓緊狀態(tài)，連接在緩沖足上的內(nèi)套桿向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)固定在外套筒上的固定桿，使固定桿脫離出外套筒的固定，從而使移動(dòng)推盤釋放，在彈射彈簧的向下作用力的驅(qū)動(dòng)下，由原位置彈射到推動(dòng)盤上表面，帶動(dòng)連接在移動(dòng)推盤上的推桿爪刺向下運(yùn)動(dòng)，使爪刺閉合，另一方面，緩沖足在緩沖彈簧的作用下回歸原位；

歸位過程，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使升降絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺旋傳動(dòng)的作用下，使推動(dòng)盤向上移動(dòng)，推動(dòng)移動(dòng)推盤向上運(yùn)動(dòng)，使彈射彈簧收緊聚集彈簧力，同時(shí)連接在移動(dòng)推盤上的推桿和爪刺一同向上運(yùn)動(dòng)，爪刺張開，當(dāng)向上運(yùn)動(dòng)到固定位置時(shí)，固定桿在鎖止彈簧的作用下穿過外套筒，使移動(dòng)推盤固定，最后推動(dòng)盤通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反轉(zhuǎn)回歸到下支架的上表面。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。