本實(shí)用新型涉及電動(dòng)手爪技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪。

背景技術(shù)：

在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)，移動(dòng)機(jī)器人上會(huì)采用機(jī)械臂來(lái)進(jìn)行物料的搬運(yùn)整理，如分揀機(jī)器人，排爆機(jī)器人。在醫(yī)療自動(dòng)化設(shè)備中，比如血液分析儀，生化分析儀，血涂片制備儀，也采用機(jī)械手來(lái)進(jìn)行試管，試管架以及載玻片的調(diào)度，運(yùn)載，以上的一些應(yīng)用中，機(jī)械手末端夾持器往往都采用氣動(dòng)夾爪來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而氣動(dòng)夾爪需要采用氣泵，在上面一些場(chǎng)合有很多限制，另外氣動(dòng)夾爪也會(huì)來(lái)環(huán)境噪音，所以就出現(xiàn)了電動(dòng)夾爪，摒棄了氣源，簡(jiǎn)化工廠，接電即用。

現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)夾爪都不帶有力的實(shí)時(shí)反饋裝置，無(wú)法獲取夾取物件的力度，更無(wú)法精確控制夾取力的大小。即使有手爪帶有力反饋機(jī)構(gòu)的，一般都是在末端設(shè)計(jì)安裝有壓力傳感器，基于壓力傳感器的反饋信號(hào)對(duì)抓取作業(yè)的力的大小以及抓取位置進(jìn)行精準(zhǔn)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪，包括主體和夾取機(jī)構(gòu)；所述主體內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、力反饋機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪減速器、控制電路板和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述夾取機(jī)構(gòu)安裝在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪減速器和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)連接至夾取機(jī)構(gòu)，控制電路板控制連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，力反饋機(jī)構(gòu)設(shè)置在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與夾取機(jī)構(gòu)之間；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)，且電機(jī)的輸出軸驅(qū)動(dòng)連接至齒輪減速器；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿、支架、軸承和絲桿軸齒輪，所述絲桿兩端通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在主體內(nèi)，絲桿軸齒輪固定在絲桿的一端，且絲桿軸齒輪與齒輪減速器的輸出端相嚙合；所述支架通過(guò)螺紋配合安裝在絲桿上；所述夾取機(jī)構(gòu)包括手指，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和導(dǎo)軌座，導(dǎo)軌安裝在導(dǎo)軌座上，手指通過(guò)滑塊滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌上，所述力反饋機(jī)構(gòu)包括彈簧片、磁鐵固定座、磁鐵和霍爾傳感器，所述手指下端設(shè)置有彈簧片上槽，支架上設(shè)置有彈簧片下槽，彈簧片共有多個(gè)，且堆疊形成彈簧片組，彈簧片組上端固定在彈簧片上槽內(nèi)，彈簧片組下端固定在彈簧片下槽內(nèi)，所述磁鐵固定座安裝在彈簧片組下端，磁鐵安裝在磁鐵固定座內(nèi)，霍爾傳感器安裝在磁鐵的正下方，霍爾傳感器固定在控制電路板上。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述齒輪減速器包括減速器殼體、輸出齒輪、減速器蓋板、級(jí)聯(lián)齒輪和電機(jī)輸出軸齒輪，減速器蓋板安裝在減速器殼體的開口端，且輸出齒輪和級(jí)聯(lián)齒輪均安裝在減速器殼體內(nèi)，電機(jī)輸出軸齒輪安裝在電機(jī)的輸出軸上，且電機(jī)輸出軸齒輪與級(jí)聯(lián)齒輪相嚙合，級(jí)聯(lián)齒輪與輸出齒輪相嚙合，絲桿軸齒輪與輸出齒輪相嚙合。

作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案：所述絲桿軸齒輪通過(guò)鍵固定在絲桿上，且絲桿軸齒輪與相鄰的軸承之間還設(shè)置有銅套。

作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案：所述彈簧片組上端插入至彈簧片上槽內(nèi)，并通過(guò)彈簧片鎖緊螺絲固定，彈簧片組下端插入至彈簧片下槽內(nèi)，彈簧片下槽內(nèi)還設(shè)置有用于將彈簧片組壓緊的滾針。

作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案：所述彈簧片下槽內(nèi)開設(shè)有用于容納滾針的滾針槽，支架上還設(shè)置有用于阻擋滾針的滾針固定螺絲。

作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案：還包括磁鐵編碼器機(jī)構(gòu)，磁鐵編碼器機(jī)構(gòu)包括PCB電路板、支撐座、銅柱和編碼器磁鐵，支撐座固定在電機(jī)的尾端，銅柱安裝在支撐座內(nèi)，編碼器磁鐵固定在銅柱上，且編碼器磁鐵的一側(cè)與電機(jī)的尾軸相對(duì)應(yīng)，PCB電路板安裝在支撐座上，且與編碼器磁鐵的另一側(cè)相對(duì)應(yīng)。

作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案：所述電機(jī)為直流無(wú)刷電機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

該電動(dòng)手爪通過(guò)設(shè)置力反饋機(jī)構(gòu)，力反饋機(jī)構(gòu)集成了力位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及其基于霍爾傳感器的微位移測(cè)量機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崟r(shí)獲取夾取力的大小，從而使該電動(dòng)手爪能夠精確控制夾取力的大小，實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

附圖說(shuō)明

圖1為帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪的外觀示意圖。

圖2為帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪的內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪的內(nèi)部傳動(dòng)示意圖。

圖中：1-主體、2-夾取機(jī)構(gòu)、201-手指、202-滑座固定螺絲、3-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、301-滑塊、302-導(dǎo)軌鎖緊螺絲、303-導(dǎo)軌、304-導(dǎo)軌座、4-力反饋機(jī)構(gòu)、401-彈簧片鎖緊螺絲、402-彈簧片、403-磁鐵固定座鎖緊螺絲、404-磁鐵固定座、405-磁鐵、406-滾針固定螺絲、5-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、501-機(jī)米螺絲、502-絲桿、503-霍爾傳感器、504-支架、505-滾針、506-軸承、507-防滑螺絲、6-齒輪減速器、601-減速器殼體、602-絲桿軸齒輪、603-鍵、604-銅套、605-輸出齒輪、606-減速器蓋板、607-級(jí)聯(lián)齒輪、608-電機(jī)輸出軸齒輪、7-控制電路板、8-磁鐵編碼器機(jī)構(gòu)、801-PCB電路板、802-支撐座、803-銅柱、804-編碼器磁鐵、9-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、901-電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1～4，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪，包括主體1和夾取機(jī)構(gòu)2；所述主體1內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3、力反饋機(jī)構(gòu)4、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、齒輪減速器6、控制電路板7和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9；所述夾取機(jī)構(gòu)2安裝在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9通過(guò)齒輪減速器6和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)連接至夾取機(jī)構(gòu)2，從而驅(qū)動(dòng)夾取機(jī)構(gòu)2沿著導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3滑動(dòng)，控制電路板7控制連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9，用于控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9的運(yùn)行，力反饋機(jī)構(gòu)4設(shè)置在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5與夾取機(jī)構(gòu)2之間；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9包括電機(jī)901，且電機(jī)901的輸出軸驅(qū)動(dòng)連接至齒輪減速器6，電機(jī)901的具體類型不加限制，本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述電機(jī)901為直流無(wú)刷電機(jī)，齒輪減速器6包括減速器殼體601、輸出齒輪605、減速器蓋板606、級(jí)聯(lián)齒輪607和電機(jī)輸出軸齒輪608，減速器蓋板606安裝在減速器殼體601的開口端，且輸出齒輪605和級(jí)聯(lián)齒輪607均安裝在減速器殼體601內(nèi)，電機(jī)輸出軸齒輪608安裝在電機(jī)901的輸出軸上，且電機(jī)輸出軸齒輪608與級(jí)聯(lián)齒輪607相嚙合，級(jí)聯(lián)齒輪607與輸出齒輪605相嚙合，電機(jī)901轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)電機(jī)輸出軸齒輪608轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)級(jí)聯(lián)齒輪607帶動(dòng)輸出齒輪605轉(zhuǎn)動(dòng)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括絲桿502、支架504、軸承506和絲桿軸齒輪602，所述絲桿502兩端通過(guò)軸承506轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在主體1內(nèi)，絲桿軸齒輪602固定在絲桿502的一端，且絲桿軸齒輪602與輸出齒輪605相嚙合，輸出齒輪605轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就能夠帶動(dòng)絲桿502轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿軸齒輪602與絲桿502之間的固定方式不加限制，本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述絲桿軸齒輪602通過(guò)鍵603固定在絲桿502上，且絲桿軸齒輪602與相鄰的軸承506之間還設(shè)置有銅套604，銅套604用于對(duì)絲桿軸齒輪602進(jìn)行限位；所述支架504通過(guò)螺紋配合安裝在絲桿502上，當(dāng)絲桿502轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)支架504沿著絲桿502移動(dòng)；所述夾取機(jī)構(gòu)2包括手指201，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3包括導(dǎo)軌303和導(dǎo)軌座304，導(dǎo)軌303安裝在導(dǎo)軌座304上，手指201通過(guò)滑塊301滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌303上，從而使手指201能夠沿著導(dǎo)軌303自由滑動(dòng)，所述力反饋機(jī)構(gòu)4包括彈簧片402、磁鐵固定座404、磁鐵405和霍爾傳感器503，所述手指201下端設(shè)置有彈簧片上槽，支架504上設(shè)置有彈簧片下槽，彈簧片402共有多個(gè)，且堆疊形成彈簧片組，彈簧片組上端固定在彈簧片上槽內(nèi)，彈簧片組下端固定在彈簧片下槽內(nèi)，本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述彈簧片組上端插入至彈簧片上槽內(nèi)，并通過(guò)彈簧片鎖緊螺絲401固定，彈簧片組下端插入至彈簧片下槽內(nèi)，彈簧片下槽內(nèi)還設(shè)置有用于將彈簧片組壓緊的滾針505，彈簧片下槽內(nèi)開設(shè)有用于容納滾針505的滾針槽，支架504上還設(shè)置有用于阻擋滾針505的滾針固定螺絲406，通過(guò)滾針固定螺絲406將滾針505擋住，所述磁鐵固定座404安裝在彈簧片組下端，磁鐵405安裝在磁鐵固定座404內(nèi)，霍爾傳感器503安裝在磁鐵405的正下方，當(dāng)手指201夾持物體時(shí)，該夾持力傳遞至彈簧片組上，使彈簧片組產(chǎn)生彎曲，通過(guò)彈簧片組下端的磁鐵固定座404將彈簧片組的形變放大，從而將手指201的受力轉(zhuǎn)化為磁鐵固定座404的微位移，霍爾傳感器503通過(guò)檢測(cè)磁鐵405的磁通量變化獲得磁鐵固定座404的位移量，通過(guò)位移量與夾持力大小的等效變化關(guān)系可以知道夾持力大小的變化，霍爾傳感器503固定在控制電路板7上；所述帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪，還包括磁鐵編碼器機(jī)構(gòu)8，磁鐵編碼器機(jī)構(gòu)8包括PCB電路板801、支撐座802、銅柱803和編碼器磁鐵804，支撐座802固定在電機(jī)901的尾端，銅柱803安裝在支撐座802內(nèi)，編碼器磁鐵804固定在銅柱803上，且編碼器磁鐵804的一側(cè)與電機(jī)901的尾軸相對(duì)應(yīng)，PCB電路板801安裝在支撐座802上，且與編碼器磁鐵804的另一側(cè)相對(duì)應(yīng)。

本實(shí)用新型的工作原理是：所述帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪，控制電路板7控制電機(jī)901的運(yùn)行，電機(jī)901轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)電機(jī)輸出軸齒輪608轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)級(jí)聯(lián)齒輪607帶動(dòng)輸出齒輪605轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出齒輪605轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就能夠帶動(dòng)絲桿502轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)絲桿502轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)支架504沿著絲桿502移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)夾取機(jī)構(gòu)2沿著導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物品的取放。當(dāng)手指201夾持物體時(shí)，該夾持力傳遞至彈簧片組上，使彈簧片組產(chǎn)生彎曲，通過(guò)彈簧片組下端的磁鐵固定座404將彈簧片組的形變放大，從而將手指201的受力轉(zhuǎn)化為磁鐵固定座404的微位移，霍爾傳感器503通過(guò)檢測(cè)磁鐵405的磁通量變化獲得磁鐵固定座404的位移量，通過(guò)位移量與夾持力大小的等效變化關(guān)系可以知道夾持力大小的變化，控制電路板7通過(guò)增大或減小電流來(lái)控制夾持力大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)夾持力的精確控制。

所述帶有力反饋機(jī)構(gòu)且精確控制夾取力的電動(dòng)手爪通過(guò)設(shè)置力反饋機(jī)構(gòu)，力反饋機(jī)構(gòu)集成了力位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及其基于霍爾傳感器的微位移測(cè)量機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崟r(shí)獲取夾取力的大小，從而使該電動(dòng)手爪能夠精確控制夾取力的大小，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。