一種平穩(wěn)易控的抓取機械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種平穩(wěn)性好的抓取機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著空間機構(gòu)學與機電控制技術(shù)的發(fā)展，以串聯(lián)、并聯(lián)機器人為代表的各類機器人在工業(yè)自動化中已獲得廣泛應(yīng)用；同時，隨著人類活動空間的不斷延伸，面向危險條件和極端環(huán)境的機器人技術(shù)也正在成為研究熱點。
[0003]在工業(yè)自動化以及在危險條件和極端環(huán)境下使用的機器人，一般須依據(jù)機器人運動學正解或逆解，通過軟件算法，控制伺服電機驅(qū)動原動件，實現(xiàn)末端執(zhí)行器按照預(yù)期的軌跡運動，最終以確定的姿態(tài)到達其工作位置點，進而通過其末端執(zhí)行器上配備的專設(shè)機構(gòu)完成其功能任務(wù)，這里，末端執(zhí)行器上配備的專設(shè)機構(gòu)依據(jù)任務(wù)不同而異，具有非標準化的特點。然而，現(xiàn)有末端執(zhí)行器中的機械手抓取裝置，主要技術(shù)難點在于如何解決抓取動作的平穩(wěn)性、抓取力的可控性問題。因傳統(tǒng)齒輪驅(qū)動必伴隨振動，若用作抓取裝置有抓取力振幅波動大、抓取過程平穩(wěn)性差的缺陷，在實際抓取過程中，因抓取對象的材質(zhì)各異，對機械抓取裝置的抓取力要求也不同。因此，最大限度地提高機械手抓取性能，是機械手驅(qū)動技術(shù)的首要問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種平穩(wěn)易控的抓取機械手，解決現(xiàn)有機械手在移動過程中振動大，抓取穩(wěn)定性差的問題。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種平穩(wěn)易控的抓取機械手，至少包括2個沿圓周方向設(shè)置的機械手指，所述的機械手指包括銷軸活動連接的指根部和指端部；還包括與驅(qū)動源連接做旋轉(zhuǎn)運動的圓弧槽凸輪及燕尾槽凸輪。
[0006]所述指根部的底部設(shè)置有燕尾結(jié)構(gòu)及限位銷，所述燕尾槽凸輪上設(shè)置有一組與燕尾結(jié)構(gòu)相配合的燕尾槽，在燕尾槽的底部設(shè)置有條形孔；所述圓弧槽凸輪上設(shè)置有一組圓弧槽，所述限位銷穿過條形孔置于圓弧槽內(nèi)。
[0007]為減小指根部的振動對指端部的影響，所述燕尾槽凸輪上設(shè)置有一組關(guān)節(jié)支架，所述指根部、燕尾結(jié)構(gòu)及限位銷均固定設(shè)置在關(guān)節(jié)支架上；在關(guān)節(jié)支架與指端部間設(shè)置有柱塞式液壓缸。
[0008]為檢測被抓取物件的受力大小，方便柱塞式液壓缸進行調(diào)整，所述指端部與抓取物接觸的內(nèi)接觸面上設(shè)置有彈性片，在彈性片的背面設(shè)置有用于檢測彈性片變形程度的壓力應(yīng)變片。
[0009]為感知被測物體各方向的受力大小，方便對跟關(guān)節(jié)的移動量進行調(diào)整，所述圓弧槽凸輪的下方還設(shè)置有用于檢測被抓取物體各方向受力的六維力傳感器。
[0010]為方便與機械臂對接，所述六維力傳感器的下方連接設(shè)置有下連接法蘭，所述驅(qū)動源固定在下連接法蘭上；還設(shè)置有與機械臂連接的安裝法蘭面，安裝法蘭面與下連接法蘭間設(shè)置有一組連接螺桿。
[0011]優(yōu)選的，所述機械手指設(shè)置有3個。所述圓弧槽的設(shè)置有3個，且在圓弧槽凸輪上沿圓周方向均勻設(shè)置，3個圓弧槽的弧度相同；所述燕尾槽凸輪上沿圓周方向均勻設(shè)置有3個燕尾槽，燕尾槽沿燕尾槽凸輪的半徑方向設(shè)置。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型通過燕尾槽凸輪、柱塞式液壓缸及彈性片的一整套結(jié)構(gòu)設(shè)計成功地解決了抓取不穩(wěn)定、振動沖擊大、抓取力難控制的關(guān)鍵問題。所述燕尾槽凸輪通過燕尾槽結(jié)構(gòu)將圓弧槽凸輪的旋轉(zhuǎn)運動分解成指根部的直線運動，提高了運動的平穩(wěn)性，實現(xiàn)了機械手關(guān)節(jié)支架大范圍的開合。所述柱塞式液壓缸能夠減小甚至中斷關(guān)節(jié)支架振動對指端部的沖擊，提高指端部的穩(wěn)定性，與剛性連桿相比，柱塞式液壓缸可動部件可調(diào)節(jié)行程，抗沖力性能強。所述彈性片能夠時時感知被抓取物的受力情況，從而調(diào)節(jié)柱塞式液壓缸的行程對抓取力進行調(diào)整。多手指、多關(guān)節(jié)液壓驅(qū)動機械手的根關(guān)節(jié)和指關(guān)節(jié)驅(qū)動器的特殊設(shè)計，有結(jié)構(gòu)緊湊、抓取平穩(wěn)性好，抓取力大小靈活可控等特點，滿足了機械手體積小型化、重量輕、抓取平穩(wěn)和控制性能優(yōu)的特殊要求。
[0013]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進行較為詳細的說明。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實用新型的中圓弧槽凸輪的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本實用新型中關(guān)節(jié)支架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本實用新型中燕尾槽凸輪正面結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018]圖5為本實用新型中燕尾槽凸輪背面結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019]圖6為本實用新型中柱塞式液壓缸的剖視圖。
[0020]圖7為本實用新型中指端部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖8為本實用新型中上連接法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1、安裝法蘭；2、連接螺桿；3、驅(qū)動源；4、下連接法蘭；5、六維力傳感器；6、上連接法蘭；7、燕尾槽凸輪；8、關(guān)節(jié)支架；9、柱塞式液壓缸；10、缸體；11-1、左手指；11_2、中手指；11_1、右手指；12、彈性片；13、指根部；14、燕尾結(jié)構(gòu)；15、圓弧槽；16、平鍵；17、圓弧槽凸輪；18、限位銷；19、燕尾槽；20、安置孔；21、條形孔；22、進油口 ；23、回油口 ；24、活塞桿；25、活塞桿連接孔；26、柱塞；27、缸體連接孔；30、輸入軸；31、壓力應(yīng)變片。
【具體實施方式】
[0023]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對實用新型的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。
[0024]實施例:如圖1至8所示，一種平穩(wěn)易控的抓取機械手，至少包括2個沿圓周方向設(shè)置的機械手指，本實施例中采用3個機械手指的結(jié)構(gòu)進行說明。所述的機械手指包括銷軸活動連接的指根部13和指端部11。還包括與驅(qū)動源連接做旋轉(zhuǎn)運動的圓弧槽凸輪17、燕尾槽凸輪7及關(guān)節(jié)支架8。
[0025]所述的圓弧槽凸輪17上設(shè)有分別間隔120度角的圓弧槽15，每個圓弧槽15的弧度相同。燕尾槽凸輪7的一個端面上設(shè)有分別間隔120度角的三個沿半徑方向設(shè)置的燕尾槽19，在燕尾槽19的底部設(shè)有條形孔21。
[0026]所述關(guān)節(jié)支架8設(shè)置有3個，關(guān)節(jié)支架8為“ J“形結(jié)構(gòu)，其與燕尾槽凸輪7配合的一端底面上設(shè)有燕尾結(jié)構(gòu)14和限位銷18，其端面的上表面固定有指根部13。所述燕尾結(jié)構(gòu)14置于燕尾槽19內(nèi)并可以在燕尾槽19內(nèi)移動，從而帶動關(guān)節(jié)支架8在燕尾槽19內(nèi)移動。所述的限位銷18穿過燕尾槽19底部的條形孔21后置于圓弧槽凸輪17的圓弧槽15內(nèi)，當圓弧凸輪17轉(zhuǎn)動時，限位銷18在圓弧槽15的作用下做弧形運動。
[0027]—種平穩(wěn)易控的抓取機械手還包括3個機械手指和6個關(guān)節(jié)，三個機械手指分別為左手指11-1、中手指11-2和右手指11-3，6個關(guān)節(jié)包括3個指關(guān)節(jié)和3個根關(guān)節(jié)，指關(guān)節(jié)是指指端部11與指根部13鉸接的結(jié)構(gòu)，使指端部11可以在指根部13上轉(zhuǎn)動，所述根關(guān)節(jié)即燕尾結(jié)構(gòu)14與燕尾槽19配合的結(jié)構(gòu)，使得指根部13可以沿燕尾槽19的方向活動。其中，3個指關(guān)節(jié)用3個柱塞式液壓缸分別驅(qū)動(也稱獨立驅(qū)動)，3個根關(guān)節(jié)用I個液壓擺線馬達驅(qū)動。
[0028]所述關(guān)節(jié)支架8與指端部11間設(shè)置有柱塞式液壓缸9。如圖6所示，所述柱塞式液壓缸9包括缸體10和活塞桿24，活塞桿24置于缸體10的一?而設(shè)置有柱塞26，柱塞26將缸體10分離成兩個獨立的腔室。活塞桿24伸出缸體