多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人抓持裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人抓持裝置在機(jī)器人領(lǐng)域中有廣泛的用途，用于將機(jī)器人與物體臨時(shí)的連接和固定起來(lái)，并能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行釋放，前者實(shí)現(xiàn)了抓取，后者實(shí)現(xiàn)了放開(kāi)。一般的機(jī)器人抓持裝置為了降低成本，制作成具有兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部分，以便于最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)抓取和釋放功能。也有一些模仿人手的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)為具有更多的手指和手指上具有若干關(guān)節(jié)，但是那樣會(huì)帶來(lái)傳感和控制的復(fù)雜。部分機(jī)器人抓持裝置具有一定的適應(yīng)性，即在抓取前并未知曉要抓取的物體是何種形狀與大小，在抓取中也未對(duì)抓取的物體進(jìn)行檢測(cè)傳感，但是卻可以自動(dòng)抓取，這種對(duì)于物體形狀、大小的自動(dòng)適應(yīng)性能使得機(jī)器人能夠更為廣泛的抓取不同的物體的同時(shí)并不增加傳感與控制需求。
[0003]Peter B.Scott 在文獻(xiàn)(Peter B.Scott，“The，Omnigripper，:a form ofrobotuniversal gripper”，Robotica，1985，vol.3:pp 153-158)中介紹了一種被動(dòng)式的通用夾持器Omnigripper。該夾持器的許多獨(dú)立伸縮桿可以在抓取物體時(shí)自由伸縮，當(dāng)機(jī)器人的末端靠向放置在某個(gè)支持面上的物體時(shí)，物體可以擠壓伸縮桿向手掌內(nèi)滑動(dòng)，由于伸縮桿有許多個(gè)，不同的伸縮桿向手掌內(nèi)的滑動(dòng)程度不同，這種程度與物體的形狀有關(guān)。之后，一左一右的兩組伸縮桿再合攏夾持住物體，利用伸縮桿從側(cè)面夾持物體。其不足在于:(I)這種桿群所獲得的自適應(yīng)性有局限，因?yàn)樵搳A持器中的所有伸縮桿均沿著同一方向；(2)只有一個(gè)方向去適應(yīng)物體形狀，缺乏沿著與伸縮桿垂直的方向上的自適應(yīng)性能，抓取自適應(yīng)不足，影響了夾持器的通用性；(3)此外，伸縮桿是一種被動(dòng)的適應(yīng)，對(duì)物體有一定的硬度要求，抓取軟物體時(shí)會(huì)使物體產(chǎn)生較大變形，對(duì)于易碎物體也不能很好抓??；(4)該抓持器所抓取的物體必須放置在有支持面的地方，以便于物體在抓取過(guò)程中提供反作用力來(lái)推動(dòng)伸縮桿向手掌內(nèi)滑動(dòng)，例如不能抓取用繩子吊在空中的物體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置，該裝置能夠抓取不同形狀、尺寸的物體，具有自適應(yīng)抓取能力，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)方向的適應(yīng)，而且多個(gè)方向可以適當(dāng)調(diào)節(jié)。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供的一種多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置，其特征在于:包括機(jī)架、流體源、可排空流體容器、K個(gè)桿群組件、K個(gè)入口電磁閥、K個(gè)出口電磁閥、K個(gè)入口導(dǎo)管、K個(gè)出口導(dǎo)管、M個(gè)電機(jī)、M個(gè)減速器和M個(gè)轉(zhuǎn)軸；所述機(jī)架分別與每個(gè)桿群組件相連；每個(gè)所述桿群組件均分別包括基座、柔性膜皮和N個(gè)推桿組件；每個(gè)所述推桿組件均分別包括推桿和彈簧；所述基座中設(shè)有空腔，基座上設(shè)有第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，所述第一開(kāi)口和第二開(kāi)口均分別與空腔相通；所述基座的一側(cè)有陣列排布的N個(gè)通孔，所述通孔均分別與空腔相通；所述柔性膜皮上設(shè)有流體入口和流體出口，所述流體入口固接在基座上并且與第一開(kāi)口相連通，所述流體出口固接在基座上并且與第二開(kāi)口相通；所述柔性膜皮設(shè)置在空腔內(nèi)，柔性膜皮與推桿的一端相接觸；每個(gè)所述推桿分別滑動(dòng)鑲嵌在不同的通孔中；在所述推桿組件中，所述彈簧的一端與推桿相連，彈簧的另一端與基座相連；所述入口電磁閥設(shè)置在流體入口與入口導(dǎo)管的一端之間，所述入口導(dǎo)管的另一端與流體源相連；所述出口電磁閥設(shè)置在流體出口與出口導(dǎo)管的一端之間，所述出口導(dǎo)管的另一端與可排空流體容器相連；在任一桿群組件中，所有的所述推桿的軸線均相互平行，沿著該軸線的沖向推桿伸出基座的方向定義為桿群組件的方向；至少存在兩個(gè)桿群組件的方向不同；所述M個(gè)轉(zhuǎn)軸分別套設(shè)在機(jī)架上，M個(gè)所述桿群組件中的基座分別套固在不同的轉(zhuǎn)軸上；所述每個(gè)電機(jī)分別與機(jī)架固接，每個(gè)電機(jī)的輸出軸分別與對(duì)應(yīng)的減速器的輸入軸相連，每個(gè)減速器的輸出軸分別與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸相連；所述柔性膜皮采用柔韌性、可排空的材料；其中，K為大于I的自然數(shù)，N為大于3的自然數(shù)，M為小于K+1的自然數(shù)。
[0007]本發(fā)明所述一種多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置，其特征在于:不同的所述桿群組件的推桿的軸線不相交。
[0008]本發(fā)明所述一種多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置，其特征在于:所述流體源中的流體為氣體，所述可排空流體容器為該裝置的外界環(huán)境。
[0009]本發(fā)明所述一種多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置，其特征在于:所述流體源中的流體為液體，所述可排空流體容器為液體容器。
[0010]本發(fā)明所述一種多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置，其特征在于:一個(gè)或多個(gè)所述桿群組件中，屬于同一桿群組件的所有推桿的長(zhǎng)度相同。
[0011]本發(fā)明所述一種多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置，其特征在于:部分或全部所述推桿的末端固接有彈性件。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出特點(diǎn):
[0013]本發(fā)明裝置通過(guò)多向布置的桿群組件、柔性膜皮與流體源等綜合實(shí)現(xiàn)多向自適應(yīng)抓取功能，能夠抓取不同形狀、尺寸的物體，適應(yīng)方向可調(diào)；該裝置利用流體源驅(qū)動(dòng)柔性膜皮膨脹，使推桿滑出到適應(yīng)物體形狀和尺寸的位置，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)自適應(yīng)抓取；利用多個(gè)方向的桿群組件實(shí)現(xiàn)了對(duì)于物體的多向自適應(yīng)抓取。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明提供的多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置的一種實(shí)施例的三維外觀圖。
[0015]圖2是圖1所示實(shí)施例的透視圖。
[0016]圖3是圖1所示實(shí)施例的俯視圖。
[0017]圖4是圖1所示實(shí)施例的桿群組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是圖1所示實(shí)施例的陣列通孔的陣列分布圖。
[0019]圖6是推桿組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7是柔性膜皮結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖8、圖9和圖10是圖1所示實(shí)施例抓取目標(biāo)物體的過(guò)程示意圖。
[0022]圖11是圖9所示的實(shí)施例去掉基座前板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖12是圖11所示實(shí)施例去掉柔性膜皮的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖13是圖12所示實(shí)施例去掉前側(cè)第一排桿群的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]在圖1至圖11中:
[0026]1-機(jī)架，11-軸，
[0027]2-桿群組件，21-基座，211-第一開(kāi)口，212-第二開(kāi)口，
[0028]213-通孔，22-柔性膜皮，221-流體入口，
[0029]222-流體出口，23-推桿，231-彈性件，24-彈簧，
[0030]3-電機(jī)，4-減速器，
[0031]51-流體源，52-可排空流體容器，
[0032]61-入口電磁閥，62-出口電磁閥，
[0033]71-入口導(dǎo)管，72-出口導(dǎo)管，
[0034]8-支承面，
[0035]9-目標(biāo)物體，
[0036]10-機(jī)械臂
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作原理及工作過(guò)程。
[0038]本發(fā)明設(shè)計(jì)的多維桿簇自適應(yīng)機(jī)器人抓持裝置的一種實(shí)施例，如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，包括機(jī)架1、流體源51、可排空流體容器52、兩個(gè)桿群組件2、兩個(gè)入口電磁閥61、兩個(gè)出口電磁閥62、兩個(gè)入口導(dǎo)管71、兩個(gè)出口導(dǎo)管72、兩個(gè)電機(jī)3、兩個(gè)減速器4和兩個(gè)轉(zhuǎn)軸11 ;所述機(jī)架I分別與每個(gè)桿群組件2相連；每個(gè)所述桿群組件2均分別包括基座21、柔性膜皮22和32個(gè)推桿組件；每個(gè)所述推桿組件均分別包括推桿23和彈簧24;所述基座21中設(shè)有空腔，基座21上設(shè)有第一開(kāi)口 211和第二開(kāi)口 212，所述第一開(kāi)口 211和第二開(kāi)口 212均分別與空腔相通；所述基座21的一側(cè)有陣列排布的32個(gè)通孔213，所述通孔213均分別與空腔相通；所述柔性膜皮22上設(shè)有流體入口 221和流體出口222，所述流體入口 221固接在基座21上并且與第一開(kāi)口 211相連通，所述流體出口 222固接在基座21上并且與第二開(kāi)口 212相通；所述柔性膜皮22設(shè)置在空腔內(nèi)，柔性膜皮