一种柔性抓取机械手的机械关节制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性抓取机械手的机械关节，包括同轴设置的第一转轴和第二转轴，套设于第一转轴上的传动齿轮，设置在第一转轴和第二转轴上的第一支架、第二支架，以及打滑机构，打滑机构包括可相对回转的第一连接机构和第二连接机构，其中第一连接机构套设在第一转轴上，第二连接机构套设在第二转轴上；第一支架上设有驱动装置，驱动装置与传动齿轮相连接。其结构简单、成本低，无需复杂的控制系统和计算方法，机械关节采用纯机械结构，将其与机械手指相配合，适用于抓取不同形状的物体，包括不规则物体，并可以保持稳定的抓取力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械关节的
，特别涉及一种柔性抓取机械手的机械关节。
技术介绍
关节机器人，也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一，适合用于诸多工业领域的机械自动化作业。对于关节机器人，关节是其重要组成部分，实现了机械手臂的相对运动。在利用机械手臂抓取物体时，末端会设置数个相互协调运动的机械手指，机械手指分别分为数节且通过关节连接。目前，对于抓取不同大小、不同形状的物体，机械手指的自适应程度还不高。中国专利申请公开说明书CN104303709A公开一种具有仿生几何结构特征的蜓爪式末端执行器，该机械手由框架式机械平台、智能控制系统、反馈系统、传动系统、电力辅助系统组成；在机械手接触果蔬时，通过传感器的力值反馈调节伺服电机的转动幅度，从而来调节爪指内部的高强度柔性聚酰胺绳的收紧或舒张，进而实现对不同大小，不同形状的果蔬进行稳定抓取的目的，提高了末端执行器即机械手指的自适应能力，但是这种设计的结构以及控制方法都较为复杂，其中间环节越多，出现故障和失效的可能性就越大，并且，累计的误差（包括测量误差、计算误差等）也就越大。
技术实现思路
专利技术的目的：本专利技术公开一种柔性抓取机械手的机械关节，其结构简单、成本低，无需复杂的控制系统和计算方法，机械关节采用纯机械结构，将其与机械手指相配合，适用于抓取不同形状的物体，包括不规则物体，并可以保持稳定的抓取力。技术方案：为了实现以上目的，本专利技术公开了一种柔性抓取机械手的机械关节，包括同轴设置的第一转轴和第二转轴，套设于第一转轴上的传动齿轮，设置在第一转轴和第二转轴上的第一支架、第二支架，以及打滑机构，打滑机构包括可相对回转的第一连接机构和第二连接机构，其中第一连接机构套设在第一转轴上，第二连接机构套设在第二转轴上；第一支架上设有驱动装置，驱动装置与传动齿轮相连接。这种设计的机械关节用于连接外部机械手指，在抓取物体时，驱动装置驱动机械关节转动，由此带动机械手指抓紧物体；当机械手指收紧物体达到一定程度时，即物体对机械手指的反作用力达到设定值时，打滑机构开始打滑以起到保护作用，同时机械手指停止前进；这样，不仅可以保护齿轮、马达等部件不受损坏，更使抓取力保持稳定，防止抓坏物体；另外，当物体有所松动，物体对机械手指的反作用力减小、低于设定值时，打滑机构停止打滑，机械手指进一步转动抓紧物体，以此可以保持稳定的抓取力，并适用于不同形状的物体，包括不规则物体，使抓取过程安全、可靠。进一步的，上述一种柔性抓取机械手的机械关节，所述第二连接机构呈圆盘状，其圆形表面的边缘垂直设有一组连续的锯齿；第一连接机构表面垂直设有卡钩，第一连接机构内部设有弹性件。这种设计结构简单，实现了打滑保护的功能，若外部作用力对第二连接机构产生的扭矩足够其克服弹性件对第一连接机构的推力，则第二连接机构相对第一连接机构转动，同时推动第一连接结构退避，锯齿依次滑过卡钩，实现打滑；弹性件具有保持作用和复位作用。进一步的，上述一种柔性抓取机械手的机械关节，所述第一支架包括第一底板和分别设置在第一底板两端的两个第一侧板，第二支架包括第二底板和分别设置在第二底板两端的两个第二侧板；第一转轴一端分别与第一侧板、第二侧板相连接，第二转轴一端分别与另一侧的第一侧板、第二侧板相连接。这种设计结构紧凑并且牢固、稳定。进一步的，上述一种柔性抓取机械手的机械关节，所述驱动装置包括马达，以及与马达连接的减速齿轮组，其中减速齿轮组与传动齿轮相连接，马达固定安装在第一支架上。这种设计马达直接安装在第一支架上，可以减少部品数量，节约生产成本。进一步的，上述一种柔性抓取机械手的机械关节，其特征在于：所述第一支架、第二支架均与外部机械手指相连接。进一步的，上述一种柔性抓取机械手的机械关节，所述弹性件为压缩弹簧，其套设在第一转轴上，一端与第一连接机构连接，另一端与第一转轴相连接。这种压缩弹簧的设计具有复位功能，将第一连接机构推向第二连接机构，即将卡钩推入相邻锯齿之间，使之连结；使打滑机构在不打滑的情况下保持连轴的稳定性和可靠性。进一步的，上述一种柔性抓取机械手的机械关节，所述一组锯齿呈连续的波浪形，相对应的，卡钩端部呈圆弧形。这种设计使第一连接机构和第二连接机构的转动具有双向性，除了在抓取物体时具有打滑保护功能，在松开机械手指放开物体时，也具有打滑保护功能，或者在反向抓取物体（机械手指伸入物体的孔或腔体中抓取物体）时也具有打滑保护功能；波浪形的设计使转动较为顺畅，并且可以减缓磨损。进一步的，上述一种柔性抓取机械手的机械关节，所述一组锯齿呈连续的三角形，相对应的，卡钩端部呈三角形。这种设计同样使第一连接机构和第二连接机构的转动具有双向性，在放开物体时或者在反向抓取物体时，也具有打滑保护功能；三角形的设计使卡钩和锯齿的卡合较为稳定，提高了连轴的可靠性。上述技术方案可以看出，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术所述的一种柔性抓取机械手的机械关节，其结构简单、成本低，无需复杂的控制系统和计算方法，机械关节采用纯机械结构，将其与机械手指相配合，适用于抓取不同形状的物体，包括不规则物体，并可以保持稳定的抓取力；可以保护齿轮、马达等部件不受损坏，更防止抓坏物体；既实现正向抓取的打滑保护，又实现反向抓取的打滑保护；正常工作时的连轴可靠性高。附图说明图1为本专利技术所述的一种柔性抓取机械手的机械关节的结构示意图；图2为本专利技术所述的一种柔性抓取机械手的打滑机构的剖面结构示意图；图中：1-第一转轴，2-第二转轴，3-传动齿轮，4-第一支架，41-第一底板，42-第一侧板，5-第二支架，51-第二底板，52-第二侧板，6-打滑机构，61-第一连接机构，611-卡钩，612-弹性件，62-第二连接机构，621-锯齿，7-驱动装置，71-马达，72-减速齿轮组。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术具体实施方式进行详细的描述。实施例本专利技术的一种柔性抓取机械手的机械关节，如图1和图2所示，包括同轴设置的第一转轴1和第二转轴2，套设于第一转轴1上的传动齿轮3，设置在第一转轴1和第二转轴2上的第一支架4、第二支架5，以及打滑机构6，打滑机构6包括可相对回转的第一连接机构61和第二连接机构62，其中第一连接机构61套设在第一转轴1上，第二连接机构62套设在第二转轴2上；第二连接机构62呈圆盘状，其圆形表面的边缘垂直设有一组连续的锯齿621；第一连接机构61表面垂直设有卡钩611，其与锯齿621形状相适应，第一连接机构61内部设有弹性件612，所述弹性件612为压缩弹簧，其套设在第一转轴1上，一端与第一连接机构61连接，另一端与第一转轴1相连接。一组锯齿621呈连续的波浪形或连续的三角形，相对应的，卡钩611端部呈圆弧形或三角形；所述卡钩611为一组卡钩611，其可以呈环形阵列状分布、也可以连续分布在第一连接机构61表面边缘。第一支架4、第二支架5均与外部机械手指相连接，第一支架4包括第一底板41和分别设置在第一底板41两端的两个第一侧板42，第二支架5包括第二底板51和分别设置在第二底板51两端的两个第二侧板52；第一转轴1一端分别与第一侧板42、第二侧板52相连接，第二转轴2一端分别与另一侧的第一侧板42、第二侧板52相连接；第一支架4上设有驱动装置7，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性抓取机械手的机械关节，其特征在于：包括同轴设置的第一转轴（1）和第二转轴（2），套设于第一转轴（1）上的传动齿轮（3），设置在第一转轴（1）和第二转轴（2）上的第一支架（4）、第二支架（5），以及打滑机构（6），打滑机构（6）包括可相对回转的第一连接机构（61）和第二连接机构（62），其中第一连接机构（61）套设在第一转轴（1）上，第二连接机构（62）套设在第二转轴（2）上；第一支架（4）上设有驱动装置（7），驱动装置（7）与传动齿轮（3）相连接。

【技术特征摘要】
1.一种柔性抓取机械手的机械关节，其特征在于：包括同轴设置的第一转轴（1）和第二转轴（2），套设于第一转轴（1）上的传动齿轮（3），设置在第一转轴（1）和第二转轴（2）上的第一支架（4）、第二支架（5），以及打滑机构（6），打滑机构（6）包括可相对回转的第一连接机构（61）和第二连接机构（62），其中第一连接机构（61）套设在第一转轴（1）上，第二连接机构（62）套设在第二转轴（2）上；第一支架（4）上设有驱动装置（7），驱动装置（7）与传动齿轮（3）相连接。2.根据权利要求1所述的一种柔性抓取机械手的机械关节，其特征在于：所述第二连接机构（62）呈圆盘状，其圆形表面的边缘垂直设有一组连续的锯齿（621）；第一连接机构（61）表面垂直设有卡钩（611），第一连接机构（61）内部设有弹性件（612）。3.根据权利要求1所述的一种柔性抓取机械手的机械关节，其特征在于：所述第一支架（4）包括第一底板（41）和分别设置在第一底板（41）两端的两个第一侧板（42），第二支架（5）包括第二底板（51）和分别设置在第二底板（51）两端的两个第二侧板（52）；第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏皓，
申请(专利权)人：江苏捷帝机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32