一种欠驱动三爪夹持装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种欠驱动三爪夹持装置，包括机架、三爪机械手、传动组件和驱动器，驱动器固定在机架上；三爪机械手包括手掌基座和三根欠驱动机械指，手掌基座固定在机架上，欠驱动机械指包括指根节杆、指中节杆和指尖节杆，指根节杆与指根三角板铰接，指根三角板与传动组件连接，指中节杆与指中三角板铰接，指根三角板与指中三角板之间铰接有指根连杆，指中三角板与指尖节杆之间铰接有指中连杆。本实用新型专利技术通过设置欠驱动机械指，该机械指拥有较多的自由度，可以避免用力过猛造成采摘对象受损，设置指中三角板和指根三角板，可以使机械指的指根部分和指中部分始终成一定角度，避免机械指的形状错误，难以进行夹持动作。

An underactuated three claw clamping device

The utility model discloses an underactuated three claw clamping device, which comprises a frame, a three claw manipulator, a drive component and a driver. The driver is fixed on the frame, the three claw manipulator includes the palmar base and three underactuated mechanical fingers, the palm base is fixed on the frame, and the underactuated machinery includes the finger root joint and the middle finger joint. And finger tip joint, refers to the joint of root ganglion and finger root triangular plate, and the finger root triangle is connected with the transmission component, the middle node of the finger and the middle triangle of the finger are articulated, and the finger between the root triangle and the middle triangle of the finger is connected with the finger root connecting rod, and the point between the middle triangle and the finger tip is articulated with the connecting rod with the finger. By setting up the underactuated mechanical finger, the utility model has more freedom degree, which can avoid the damage of the picking object, and set the middle triangle and the finger root triangular plate. It can make the finger root part and the middle part of the machine always become certain angles, avoiding the wrong shape of the mechanical finger and difficult to carry out. Holding action.

【技术实现步骤摘要】
一种欠驱动三爪夹持装置
本技术属于仿真机器人
，尤其涉及一种欠驱动三爪夹持装置。
技术介绍
随着科学技术的发展，工业机器人领域的自动化程度越来越高，机器人在工业自动化中的应用也越加普遍，通常工业自动化中使用的机器人由大臂和简单的夹持机构组成，一般的夹持机构由于大都为机械传动，在夹持时需要严格控制夹持力的大小，夹持力的大小往往取决于电机的输出扭矩和传动机构的结构，一般情况很难满足在较大范围内控制夹持力的大小，灵活性差，而且控制十分不精确，远远不能在柔性生产线上进行各种灵活的夹持操作。欠驱动系统是指机构的独立控制变量个数小于系统自由度个数的一类非线性系统，在节约能量、降低造价、减轻重量、增强系统灵活度等方面都比完全驱动系统优越，简单的说就是输入比要控制的量少的系统。具有形状自适应的欠驱动机器人手爪是一种新型的多用途手爪。这种手爪的特点是驱动元件少于手指关节的自由度数。每个手指只有一个驱动源，整个手爪的驱动元件数量少，降低了结构和操作的复杂性，具有控制方便，抓取范围广泛的特点。随着我国农业发展的不断壮大，对相关技术要求也越来越高，农业开始逐渐实现机械化及智能化，因此农机事业必然迅速发展。随着工业化社会的发展，大量农村劳动力流失，同时我国人口老龄化的问题越来越严重，农业的人工成本开始变高，所以机器代替人工作业已成为一种必然的趋势，研发减轻劳动量、提高效率的农机有着巨大的潜力。我国的苹果栽培有着悠久的历史，有着适宜于苹果树生长发育的得天独厚的地理、土壤和气候条件，是非常理想的苹果的产业发展地区。自20世纪80年代以来，我国的水果产业在质量和数量上均取得了快速迅猛的发展，但在农业生产的过程中，依旧依靠人工进行采摘作业，采摘成为生产中最费时费力的一个环节，在收获期间投入的劳动力占整个过程中的50％—70％，而采摘机器人可以提高生产效率，确保适时采收，解决劳动力不足的问题。在采摘作业的时候，主要难点是：苹果的外皮脆弱易损伤；一般的夹持装置容易损伤苹果。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种欠驱动三爪夹持装置，其通过设置欠驱动机械指，该机械指拥有较多的自由度，可以避免由于机械传动使机械指在夹持采摘对象过程中，用力过猛造成采摘对象受损，设置指中三角板和指根三角板，可以使机械指的指根部分和指中部分始终成一定角度，避免所述机械指在未受驱动时，机械指的状态不受控制，这样容易在驱动时，造成机械指的形状错误，难以进行夹持动作，采用单电机驱动，使用单个电机对三根机械指同时进行驱动，使三根机械指的动作同步，结构紧凑简单，设计合理。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：包括机架、三爪机械手、传动组件和驱动器，所述驱动器固定在所述机架上；所述三爪机械手包括手掌基座和设置在所述手掌基座上的三根欠驱动机械指，所述手掌基座固定在所述机架上，所述欠驱动机械指包括铰接在所述手掌基座上的指根节杆、铰接在所述指根节杆上的指中节杆和铰接在所述指中节杆上的指尖节杆，所述指根节杆与手掌基座铰接的位置处铰接有指根三角板，所述指根三角板与所述传动组件连接，所述指中节杆与指根节杆铰接的位置处铰接有指中三角板，所述指根三角板与指中三角板之间铰接有指根连杆，所述指中三角板与所述指尖节杆之间铰接有指中连杆。上述的一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：所述指尖节杆和指中节杆的铰接位置处、以及所述指中节杆和指根节杆的铰接位置处均设置有扭簧。上述的一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：所述指尖节杆为楔形结构，所述指中节杆、指根节杆和指中连杆均为长方体结构。上述的一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：所述指根连杆为减震杆，所述减震杆包括铰接在指中三角板上的细杆、套设在所述细杆上的压簧和铰接在所述指根三角板上的粗杆，所述粗杆上设置有用于滑动安装所述细杆的孔。上述的一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：所述机架包括夹持底座和安装在所述夹持底座上的导向柱，所述导向柱的数量有三个，所述手掌基座安装在三个所述导向柱的顶端。上述的一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：所述传动组件包括由所述驱动器带动的丝杆、安装在所述丝杆上的推盘和铰接在所述推盘上的推杆，所述推杆的数量有三个，所述推杆的顶端与所述指根三角板铰接，所述推盘的中心位置处开设有与所述丝杆配合的螺纹孔，所述推盘通过移动副与三个所述导向柱连接。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术通过设置欠驱动机械指，该机械指拥有较多的自由度，可以避免由于机械传动使机械指在夹持采摘对象过程中，用力过猛造成采摘对象受损。2、本技术通过设置指中三角板和指根三角板，可以使机械指的指根部分和指中部分始终成一定角度，避免所述机械指在未受驱动时，机械指的状态不受控制，这样容易在驱动时，造成机械指的形状错误，难以进行夹持动作。3、本技术通过采用单电机驱动，使用单个电机对三根机械指同时进行驱动，使三根机械指的动作同步，结构紧凑简单，设计合理。综上所述，本技术通过设置欠驱动机械指，该机械指拥有较多的自由度，可以避免由于机械传动使机械指在夹持采摘对象过程中，用力过猛造成采摘对象受损，设置指中三角板和指根三角板，可以使机械指的指根部分和指中部分始终成一定角度，避免所述机械指在未受驱动时，机械指的状态不受控制，这样容易在驱动时，造成机械指的形状错误，难以进行夹持动作，采用单电机驱动，使用单个电机对三根机械指同时进行驱动，使三根机械指的动作同步，结构紧凑简单，设计合理。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术三爪机械手(缺少一根欠驱动机械指)的结构示意图。附图标记说明:1—指尖节杆；2—指中节杆；3—指根节杆；4—手掌基座；5-1—指中三角板；5-2—指根三角板；6-1—指中连杆；6-2—指根连杆；7—驱动器；8—丝杆；9—推盘；10—推杆；11—夹持底座；12—导向柱；13—扭簧。14—细杆；15—压簧；16—粗杆。具体实施方式如图1所示，本技术包括机架、三爪机械手、传动组件和驱动器7，所述驱动器7固定在所述机架上。所述三爪机械手包括手掌基座4和设置在所述手掌基座4上的三根欠驱动机械指，所述手掌基座4固定在所述机架上，所述欠驱动机械指包括铰接在所述手掌基座4上的指根节杆3、铰接在所述指根节杆3上的指中节杆2和铰接在所述指中节杆2上的指尖节杆1，所述指根节杆3与手掌基座4铰接的位置处铰接有指根三角板5-2，所述指根三角板5-2与所述传动组件连接，所述指中节杆2与指根节杆3铰接的位置处铰接有指中三角板5-1，所述指根三角板5-2与指中三角板5-1之间铰接有指根连杆6-2，所述指中三角板5-1与所述指尖节杆1之间铰接有指中连杆6-1。所述欠驱动机械指中，所述指尖节杆1、指中节杆2、指中三角板5-1和指中连杆6-1均通过销钉以转动副连接组成一个四连杆机构，所述指中三角板5-1、指根节杆3、指根三角板5-2和指根连杆6-2均通过销钉以转动副连接组成一个四连杆机构，两个所述四连杆机构相互联动构成一个欠驱动机械指，该欠驱动机械指拥有3个自由度且只有1个驱动，可以避免由于机械传动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：包括机架、三爪机械手、传动组件和驱动器(7)，所述驱动器(7)固定在所述机架上；所述三爪机械手包括手掌基座(4)和设置在所述手掌基座(4)上的三根欠驱动机械指，所述手掌基座(4)固定在所述机架上，所述欠驱动机械指包括铰接在所述手掌基座(4)上的指根节杆(3)、铰接在所述指根节杆(3)上的指中节杆(2)和铰接在所述指中节杆(2)上的指尖节杆(1)，所述指根节杆(3)与手掌基座(4)铰接的位置处铰接有指根三角板(5‑2)，所述指根三角板(5‑2)与所述传动组件连接，所述指中节杆(2)与指根节杆(3)铰接的位置处铰接有指中三角板(5‑1)，所述指根三角板(5‑2)与指中三角板(5‑1)之间铰接有指根连杆(6‑2)，所述指中三角板(5‑1)与所述指尖节杆(1)之间铰接有指中连杆(6‑1)。

【技术特征摘要】
1.一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：包括机架、三爪机械手、传动组件和驱动器(7)，所述驱动器(7)固定在所述机架上；所述三爪机械手包括手掌基座(4)和设置在所述手掌基座(4)上的三根欠驱动机械指，所述手掌基座(4)固定在所述机架上，所述欠驱动机械指包括铰接在所述手掌基座(4)上的指根节杆(3)、铰接在所述指根节杆(3)上的指中节杆(2)和铰接在所述指中节杆(2)上的指尖节杆(1)，所述指根节杆(3)与手掌基座(4)铰接的位置处铰接有指根三角板(5-2)，所述指根三角板(5-2)与所述传动组件连接，所述指中节杆(2)与指根节杆(3)铰接的位置处铰接有指中三角板(5-1)，所述指根三角板(5-2)与指中三角板(5-1)之间铰接有指根连杆(6-2)，所述指中三角板(5-1)与所述指尖节杆(1)之间铰接有指中连杆(6-1)。2.按照权利要求1所述的一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：所述指尖节杆(1)和指中节杆(2)的铰接位置处、以及所述指中节杆(2)和指根节杆(3)的铰接位置处均设置有扭簧(13)。3.按照权利要求1所述的一种欠驱动三爪夹持装置，其特征在于：所述指尖节杆(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟，赵嘉彬，张家园，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61