一种利用机械结构实现自适应物体形状的机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种利用机械结构实现自适应物体形状的机械手，包括两组机械手机构，两组机械手机构呈V字形对称排布，两组机械手机构完全一致，包括十六个轴承、六个阻力机构、三个定位件、四个同步轮、四个同步带和电机，电机通过支撑杆将扭矩传送到同步轮，同步轮通过同步带将扭矩传送到下一个同步轮，同步轮再通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构，阻力机构在弹簧弹力的作用下转动，关节在受阻之后便会打滑预紧，同理，待所有机械臂贴服物体表面之后。电磁开关通电，固定机构便会将形状锁死，从而实现自动识别物体表面形状并完成加紧的功能。本发明专利技术结构原理巧妙简单，节约成本，适合推广应用。

A robot manipulator using mechanical structure to realize adaptive shape

The invention discloses a manipulator which realizes self-adaptive object shape by mechanical structure, including two sets of mechanical handpiece mechanisms, two sets of mechanical handpiece mechanisms are arranged symmetrically in V shape, and the two sets of mechanical handpiece mechanisms are completely identical, including 16 bearings, six resistance mechanisms, three positioning parts, four synchronous wheels, four synchronous belts and electricity. The motor transmits the torque to the synchronous wheel through the support rod, the synchronous wheel transmits the torque to the next synchronous wheel through the synchronous belt, the synchronous wheel transmits the torque to the resistance mechanism through the support rod, the resistance mechanism rotates under the spring elastic force, and the joint will slip and tighten after being blocked. Similarly, when all the manipulators are hindered, the torque will be transferred to the next synchronous wheel. After serving the surface of the object. When the electromagnetic switch is energized, the fixed mechanism will lock the shape, thus realizing the automatic recognition of the object surface shape and the tightening function. The invention has simple and simple structure principle and saves cost, and is suitable for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种利用机械结构实现自适应物体形状的机械手
本专利技术属于机械手
，涉及一种仅利用机械结构实现自适应物体形状的机械手。
技术介绍
目前的机械手通常为固定抓取物体式，即在抓取不同的物体时，抓型在抓取的过程是机械的、固定的，不会根据物体的形状而改变抓型，不能更好的贴合物体的表面，而且在抓取的过程中需要人来观测抓取完成后，停止抓取操作，往往会使电机在通电的情况下有片刻停转，使电流急剧增大，影响电机的寿命。还有一种是利用传感器实时传输数据，实现抓取工作。此种机械手需要借助昂贵的传感器，传感器在机械手上不但不容易布局，而且线路在机械手来回的折弯中特别容易老化折断。若将上述机械手用在苹果(苹果形状不固定，大小也有差异)生产线上，实现抓取显然前者的方式是不可行的，而后者在夹持一些水果(苹果)时，控制器响应速度太慢，由于传感器在夹持过程会遭到外力的冲击作用可能使传感器受损失灵等，会很容易造成水果在夹持过程中受到损伤，不仅会造成经济效益的损失，而且会造成果农信誉的损失，本专利技术利用机械机构可以实现绝对实时的感应。避免与了水果在夹持过程中的损伤，本专利技术利用机械结构还实现了对水果表面形状的自适应，可以和不同大小形状的苹果表面产生多个接触点，模拟人手抓取物体(苹果)的过程，当完全夹持到物体(苹果)时，机械手内部机构便会打滑转动，电机不会出现停转现象，从而可以保护电机，此时限位机构便会锁死机构形状，从而实现了机械手对物体(苹果)的自适应抓取。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种利用机械结构实现自适应物体形状的机械手。其技术方案如下：一种利用机械结构实现自适应物体形状的机械手，包括两组机械手机构1，两组机械手机构1对称设置，两组机械手机构1完全一致，包括十六个轴承、六个阻力机构、三个定位件、四个同步轮、四个同步带以及电机2，具体为第一轴承3、第二轴承4、第三轴承5、第四轴承6、第五轴承7、第六轴承8、第七轴承9、第八轴承10、第九轴承11、第十轴承12、第十一轴承13、第十二轴承14、第十三轴承15、第十四轴承16、第十五轴承17、第十六轴承18、第一阻力机构19、第二阻力机构20、第三阻力机构21、第四阻力机构22、第五阻力机构23、第六阻力机构24、第一定位原件25、第二定位原件26、第三定位原件27、第一同步轮28、第二同步轮29、第三同步轮30、第四同步轮31、第一同步带32、第二同步带33、第三同步带34、第四同步带35，所述电机2通过支撑杆连接将扭矩传送到同步轮31，同步轮31的外侧有定位挡板27，同步轮31通过同步带34将扭矩传送到下一个同步轮30，同步轮30通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构21和阻力机构22，阻力机构内部有弹簧、阻力圈、电磁开关，同步轮30通过同步带33和同步带35将扭矩传送到下一个同步轮29，同步轮29通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构20和阻力机构23，依次类推。进一步，所述阻力机构包括两个弹簧、一个磁力机构36和一个阻力圈37，所述两个弹簧分别是第一弹簧38、第二弹簧39。再进一步，所述阻力圈37的材质采用Cr12材料。进一步，所述两组机械手机构1呈近V字形排布。进一步，所述电机2采用步进电机精确控制。进一步，所述同步带均采用同步带。本专利技术所述利用机械结构实现自适应物体形状的机械手的操作方法，包括以下步骤：电机转动，通过连接杆带动同步轮转动，同步轮带动同步带转动，同步带将转矩传递到下一个同步轮上，同步轮通过连接杆将扭矩传送到阻力机构上，夹持物体时，中部关节初期会在弹簧造成的一定弹力下受阻转动，当受到一定阻力时，阻力圈便会转动打滑，此关节便会以恒定的力作用在物体表面，下一个关节在受到阻力时也会打滑，以恒定的力作用在物体表面，以此类推，最后机械手会贴服物体表面，预紧作用完成后，电磁开关通电，固定机构36便会插入阻力圈37将形状锁死，最后机械手可以根据需要完成相应的移位或旋转的操作。本专利技术的有益效果：本专利技术结构原理巧妙简单，不需要借助高昂的传感器，机械手的关节也可以根据需求添加，完全利用机械结构感知水果的表面形状特征，实现水果表面的自适应式抓取，从而可以达到模拟人手抓取物体的效果。附图说明图1为本专利技术机械手结构示意图。图2为本专利技术的弹簧阻力结构示意图。图3为本专利技术的两组机械手机构排布示意图。图4为本专利技术的夹持流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。参照图1，一种利用机械结构实现自适应物体形状的机械手，包括两组机械手机构1，两组机械手机构1对称设置，两组机械手机构1完全一致，包括十六个轴承、六个阻力机构、三个定位件、四个同步轮、四个同步带以及电机2，具体为第一轴承3、第二轴承4、第三轴承5、第四轴承6、第五轴承7、第六轴承8、第七轴承9、第八轴承10、第九轴承11、第十轴承12、第十一轴承13、第十二轴承14、第十三轴承15、第十四轴承16、第十五轴承17、第十六轴承18、第一阻力机构19、第二阻力机构20、第三阻力机构21、第四阻力机构22、第五阻力机构23、第六阻力机构24、第一定位原件25、第二定位原件26、第三定位原件27、第一同步轮28、第二同步轮29、第三同步轮30、第四同步轮31、第一同步带32、第二同步带33、第三同步带34、第四同步带35，所述电机2通过支撑杆连接将扭矩传送到同步轮31，同步轮31的外侧有定位挡板27，同步轮31通过同步带34将扭矩传送到下一个同步轮30，同步轮30通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构21和阻力机构22，阻力机构内部有弹簧、阻力圈、电磁开关，同步轮30通过同步带33和同步带35将扭矩传送到下一个同步轮29，同步轮29通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构20和阻力机构23，依次类推。所述同步轮通过同步带连接并用支架固定，同步轮和阻力机构同轴；所述第四同步轮31一端连接电机2；同步轮和支架均采用比较轻的铝合金材料。电机2通过支撑杆将扭矩传送到同步轮，同步轮通过同步带将扭矩传送到下一个同步轮，同步轮通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构，阻力机构在弹簧弹力的作用下转动，关节受阻之后便会打滑，同理，第三个关节原理也是如此。在完成预夹紧的过程时，电磁开关将机械手的形状锁死。所述阻力机构包括两个弹簧、一个磁力机构36和一个阻力圈37，所述两个弹簧分别是第一弹簧38、第二弹簧39，它是阻力机构的核心。机械手的预紧力可以通过弹簧的弹力进行调节。阻力圈采用强度和耐磨性好的Cr12材料。弹簧采用劲度系数比较大的，以此来减小机械手的体积。所述两组机械手机构1呈近V字形排布。所述电机2采用步进电机精确控制。所述同步带均采用同步带。扭矩传输方式采用同步带传输，由此可以使传输的扭矩同向，而且可以将扭矩传送到每一个关节；同步带采用带齿的同步带，可以防止打滑，提高传动效率。所述的机械手可以根据需求添加机械手的关节和手指数量。同一个手指上的关节数量可以根据具体需求添加，增加机械手的灵活性。工作原理：电机转动，通过连接杆带动同步轮转动，同步轮带动同步带转动，同步带将转矩传递到下一个同步轮上，同步轮通过连接杆将扭矩传送到阻力机构上，夹持物体时，当图1的中部关节初期会在弹簧弹力的作用下转动，当受到一定阻力时，阻力圈便会转动打滑，此关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用机械结构实现自适应物体形状的机械手，其特征在于：包括两组机械手机构(1)，两组机械手机构(1)对称设置，两组机械手机构(1)完全一致，包括十六个轴承、六个阻力机构、三个定位件、四个同步轮、四个同步带以及电机(2)，具体为第一轴承(3)、第二轴承(4)、第三轴承(5)、第四轴承(6)、第五轴承(7)、第六轴承(8)、第七轴承(9)、第八轴承(10)、第九轴承(11)、第十轴承(12)、第十一轴承(13)、第十二轴承(14)、第十三轴承(15)、第十四轴承(16)、第十五轴承(17)、第十六轴承(18)、第一阻力机构(19)、第二阻力机构(20)、第三阻力机构(21)、第四阻力机构(22)、第五阻力机构(23)、第六阻力机构(24)、第一定位原件(25)、第二定位原件(26)、第三定位原件(27)、第一同步轮(28)、第二同步轮(29)、第三同步轮(30)、第四同步轮(31)、第一同步带(32)、第二同步带(33)、第三同步带(34)、第四同步带(35)，所述电机(2)通过支撑杆连接将扭矩传送到同步轮(31)，同步轮(31)的外侧有定位挡板(27)，同步轮(31)通过同步带(34)将扭矩传送到下一个同步轮(30)，同步轮(30)通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构(21)和阻力机构(22)，阻力机构内部有弹簧、阻力圈、电磁开关，在阻力机构(22)的带动下此段机械臂发生转动，直到此段机械臂触碰到物体表面，阻力圈便会转动打滑，此关节便会以恒定的力作用在物体表面，同步轮(30)通过同步带(33)和同步带(35)将扭矩传送到下一个同步轮(29)，同步轮(29)通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构(20)和阻力机构(23)，此机械臂在受到阻力时也会打滑，以恒定的力作用在物体表面，以此类推，最后机械手会贴服物体表面，预紧作用完成后，电磁开关通电，固定机构(36)便会插入阻力圈(37)将形状锁死，最后机械手根据需要完成相应的移位或旋转的操作。...

【技术特征摘要】
1.一种利用机械结构实现自适应物体形状的机械手，其特征在于：包括两组机械手机构(1)，两组机械手机构(1)对称设置，两组机械手机构(1)完全一致，包括十六个轴承、六个阻力机构、三个定位件、四个同步轮、四个同步带以及电机(2)，具体为第一轴承(3)、第二轴承(4)、第三轴承(5)、第四轴承(6)、第五轴承(7)、第六轴承(8)、第七轴承(9)、第八轴承(10)、第九轴承(11)、第十轴承(12)、第十一轴承(13)、第十二轴承(14)、第十三轴承(15)、第十四轴承(16)、第十五轴承(17)、第十六轴承(18)、第一阻力机构(19)、第二阻力机构(20)、第三阻力机构(21)、第四阻力机构(22)、第五阻力机构(23)、第六阻力机构(24)、第一定位原件(25)、第二定位原件(26)、第三定位原件(27)、第一同步轮(28)、第二同步轮(29)、第三同步轮(30)、第四同步轮(31)、第一同步带(32)、第二同步带(33)、第三同步带(34)、第四同步带(35)，所述电机(2)通过支撑杆连接将扭矩传送到同步轮(31)，同步轮(31)的外侧有定位挡板(27)，同步轮(31)通过同步带(34)将扭矩传送到下一个同步轮(30)，同步轮(30)通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构(21)和阻力机构(22)，阻力机构内部有弹簧、阻力圈、电磁开关，在阻力机构(22)的带动下此段机械臂发生转动，直到此段机械臂触碰到物体表面，阻力圈便会转动打滑，此关节便会以恒定的力作用在物体表面，同步轮(30)通过同步带(33)和同步带(35)将扭矩传送到下一个同步轮(29)，同步轮(29)通过支撑杆将扭矩传送到阻力机构(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娟，全朋坤，张海辉，张佐经，李豪，陈山，赵强，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61