自适应欠驱动机器人夹爪制造技术

本发明专利技术公开了一种自适应欠驱动机器人夹爪，包括夹爪壳体、驱动模块和手指模块；夹爪壳体包括夹爪前壳体、夹爪后壳体和固定法兰，夹爪前壳体与夹爪后壳体相连，并与固定法兰通过螺栓连接；驱动模块设置在夹爪壳体内，包括驱动电机、动力传动装置和驱动杆，驱动电机驱动驱动杆作同步直线运动，并且通过动力传动装置传递力矩；手指模块包括第一手指模块和第二手指模块，第一手指模块和第二手指模块均设置有第一指段和第二指段，第一指段和第二指段通过自适应连接杆系和平行连杆系与驱动杆铰接；由驱动杆驱动运动。本发明专利技术根据物品的外形不同进行不同方式的抓取，适用于不同场景的需求，夹取范围和夹持力大，抓取物品更加方便。

Adaptive underactuated robot Clip Claw

The invention discloses an adaptive underactuated robot Clip Claw, which includes a claw shell, a driving module and a finger module. The claw shell comprises a claw front shell, a rear shell and a fixed flange, which is connected to the rear shell of a claw and is connected with a fixed flange through a bolt, and the driving module is set in a claw shell body. It consists of a driving motor, a power drive and a driving rod, which drives the motor drive rod to synchronize linear motion, and transfers torque through a power transmission. The finger module includes a first finger module and a second hand module. The first finger module and the second hand module are all set with a first finger and second fingers. The first finger and second fingers are articulated with the driving rod through the self-adaptive connecting rod system and the parallel connecting rod system, and the movement is driven by the driving rod. The invention can be captured in different ways according to the different shapes of the articles. It is suitable for the needs of different scenes, and the clamping range and clamping force are large, and the articles are more convenient to grab.

【技术实现步骤摘要】
自适应欠驱动机器人夹爪
本专利技术属于机器人夹爪领域，具体地说是一种自适应欠驱动机器人夹爪。
技术介绍
现有的工业夹爪大多采用末端平行的夹持方式，这种夹持方式抓持稳定、加工成本低，然而它们往往只能抓取特定种类的物体，自由度很少，夹持方式是一对一设立的，不能夹取其他种类的物品；为了解决这种问题，具有自适应抓持功能的夹爪应运而生。自适应机器人夹爪被设计地更加灵活，在抓持物体时，可以根据目标物体几何形状和所在位置的不同，进行平行抓持或包络抓持。平行抓持指的是在抓取小尺寸物体或者具有对立面的较大物体过程中，夹爪手指的末端指段保持平行进行抓持；包络抓持指的是用夹爪手指的多个指段包络目标物体，通过多点接触稳定地进行抓持。相应地，这些夹爪由于自由度和驱动器的增多，导致机械结构和控制系统变得更加复杂，刚度降低，抓取力变小，成本大幅增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自适应欠驱动机器人夹爪，融合了现有技术的优点，更加灵活、稳定和有力；本专利技术所公开的夹爪利用单驱动实现夹爪的手指模块的自适应抓持的功能，根据不同场景的抓取需求，进行平行抓持或包络抓持，适用范围广泛。为了实现上述目的，本专利技术公开了一种自适应欠驱动机器人夹爪，包括夹爪壳体、驱动模块和手指模块；所述夹爪壳体包括夹爪前壳体、夹爪后壳体和固定法兰，所述夹爪前壳体与所述夹爪后壳体相连，并与所述固定法兰通过螺栓连接；所述驱动模块设置在所述夹爪壳体内，包括驱动电机、动力传动装置和驱动杆，所述驱动电机驱动所述驱动杆作同步直线运动，并且通过所述动力传动装置传递力矩；所述手指模块包括第一指段和第二指段，所述手指模块通过自适应连杆系和平行连杆系与所述驱动杆铰接；由所述驱动杆驱动运动。进一步，所述第一指段包括第一指段杆和第一指段杆连接轴，所述第一指段杆底端通过第一指段杆连接轴铰接在所述夹爪壳体上；所述第二指段包括第二指段杆、第二指段杆连接轴和指套，所述第二指段杆通过第二指段杆连接轴铰接在所述第一指段杆的顶端，所述指套固定在所述第二指段杆上。进一步，所述自适应连杆系包括曲柄驱动杆、曲柄、第一曲柄连接轴、第二曲柄连接轴和曲柄连杆，所述曲柄驱动杆通过曲柄驱动杆连接轴与所述驱动杆铰接在一起，所述曲柄驱动杆的上端通过所述第一曲柄连接轴铰接于所述曲柄；所述曲柄的一端通过所述第一指段杆连接轴与所述第一指段杆的底端铰接，另一端通过第二曲柄连接轴与所述曲柄连杆的底端铰接；所述曲柄连杆的上端通过曲柄连杆连接轴铰接于所述第二指段杆上。进一步，所述平行连杆系包括平行连杆固定架、平行连杆、平行连杆连接轴、滑杆和滑杆连接轴，所述平行连杆固定架固定在所述夹爪壳体上，所述平行连杆通过所述平行连杆连接轴连接在所述平行连杆固定架上，所述滑杆与所述平行连杆组成移动副，所述滑杆顶端通过滑杆连接轴与所述第二指段杆连接。进一步，所述平行连杆通过弹性元件与所述滑杆连接，所述滑杆沿所述平行连杆轴线方向有移动自由度；所述弹性元件为拉簧、压簧、片簧和扭簧中的一种，设置在所述平行连杆上；所述滑杆连接轴与所述曲柄连杆连接轴的排布方式为同轴排布和不同轴排布中的一种。进一步，所述手指模块中包括四连杆系，所述四连杆系设置有多个；所述驱动杆与所述自适应连杆系组成滑块摇杆机构，所述自适应连杆系与所述第一指段和第二指段组成第一平面四杆系；所述平行连杆系与所述第一指段和第二指段组成第二平面四杆系，初始状态时所述第二平面四杆系为平行四边形连杆系；所述手指模块包括平行抓持和包络抓持两种模式，根据目标物体的几何外形特征自动切换。进一步，所述动力传动装置包括第一传动机构和第二传动机构；所述第一传动机构的输入端与所述驱动电机相连，所述第一传动机构的输出端与所述第二传动机构的输入端相连；所述第二传动机构的输出端上设有输出构件，所述驱动杆安装在所述输出构件上。进一步，所述第一传动机构采用齿轮传动机构、平带轮传动机构、齿形带轮传动机构、绳轮传动机构、链条传动机构、齿轮齿条传动机构或连杆传动机构中的一种或几种的自由组合；所述第二传动机构采用具有自锁功能的丝杠螺母传动机构或蜗轮蜗杆传动机构的一种或几种的自由组合。进一步，所述驱动杆的驱动方式包括气缸驱动和液压缸驱动中的一种。进一步，所述夹爪前壳上设置有操作面板、指示灯和航空插头，所述操作面板具有示教功能，所述指示灯表示装置的运转状态，所述航空插头用于连接外部装置。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术采用欠驱动的方式，利用单伺服电机实现了夹爪至少一个手指模块的自适应抓持功能，可以根据抓持目标物体几何形状和所在位置的不同自动切换抓持方式，进行平行抓持或包络抓持,满足不同场景抓取需求；此外，本专利技术结构紧凑、体积小；夹爪抓取范围大；抓持力度大，可以实现抓持自锁；进一步，带有一体化按键面板，具有简单易操作的按键示教功能，示教内容包括手指位置、抓持力、抓持模式等。附图说明图1为本专利技术的夹爪立体结构图；图2为本专利技术的夹爪外部结构图；图3为本专利技术的夹爪驱动模块图；图4为本专利技术的手指模块结构图；图5为本专利技术的手指模块结构一侧视图；图6为本专利技术的手指模块结构另一侧视图；图7为本专利技术的一种抓持方式；图8为本专利技术的另一种抓持方式；图9和图10为本专利技术另两种实施例示意图。主要元件符号说明如下：1、夹爪壳体2、驱动模块3、手指模块4、夹爪前壳体5、夹爪后壳体6、固定法兰7、操作面板8、指示灯9、航空插头10、驱动单元11、动力传动装置12、驱动杆13、第一传动机构14、第二传动机构15、第一指段16、第二指段17、自适应连杆系18、平行连杆系19、第一指段杆20、第一指段杆连接轴21、第二指段杆22、第二指段杆连接轴23、指套24、曲柄驱动杆25、曲柄驱动杆连接轴26、曲柄27、第一曲柄连接轴28、第二曲柄连接轴29、曲柄连杆30、曲柄连杆连接轴31、平行连杆固定架32、平行连杆连接轴33、平行连杆34、滑杆35、滑杆连接轴36、滑块摇杆机构37、第一平面四杆系38、第二平面四杆系39、第一手指模块40、第二手指模块41、第一驱动杆42、第二驱动杆43、第一传动齿轮44、第二传动齿轮45、丝杠46、螺母滑块47、目标物体。具体实施方式为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步地阐述，在此说明的是本专利技术所例举的实施例为两指机器人夹爪，但是本专利技术并非仅限于两指机器人夹爪，还包括其他类似的多指机器人夹爪，但凡利用本专利技术所公开的工作方式和原理，均属于本专利技术的保护范围。请参阅图1和图2，本专利技术公开了一种自适应欠驱动机器人夹爪，包括夹爪壳体1、驱动模块2和手指模块3；夹爪壳体1包括夹爪前壳体4、夹爪后壳体5和固定法兰6，夹爪前壳体4与夹爪后壳体5相连，并与固定法兰6通过螺栓连接；驱动模块2设置在夹爪壳体1内，包括驱动单元10、动力传动装置11和驱动杆12，驱动单元10驱动驱动杆12作同步直线运动，并且通过动力传动装置11传递力矩；手指模块3包括第一指段15和第二指段16，手指模块3通过自适应连杆系17和平行连杆系18与驱动杆12铰接；由驱动杆12驱动运动。夹爪前壳1上设置有操作面板7、指示灯8和航空插头9，操作面板7用于控制整个两指机器人夹爪的工作，指示灯8表示装置的运转状态，航空插头9用于连接外部装置。请参阅图3，动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应欠驱动机器人夹爪，其特征在于，包括夹爪壳体、驱动模块和手指模块；所述夹爪壳体包括夹爪前壳体、夹爪后壳体和固定法兰，所述夹爪前壳体与所述夹爪后壳体相连，并与所述固定法兰通过螺栓连接；所述驱动模块设置在所述夹爪壳体内，包括驱动电机、动力传动装置和驱动杆，所述驱动电机驱动所述驱动杆作同步直线运动，并且通过所述动力传动装置传递力矩；所述手指模块包括第一指段和第二指段，所述手指模块通过自适应连杆系和平行连杆系与所述驱动杆铰接；由所述驱动杆驱动运动。

【技术特征摘要】
1.一种自适应欠驱动机器人夹爪，其特征在于，包括夹爪壳体、驱动模块和手指模块；所述夹爪壳体包括夹爪前壳体、夹爪后壳体和固定法兰，所述夹爪前壳体与所述夹爪后壳体相连，并与所述固定法兰通过螺栓连接；所述驱动模块设置在所述夹爪壳体内，包括驱动电机、动力传动装置和驱动杆，所述驱动电机驱动所述驱动杆作同步直线运动，并且通过所述动力传动装置传递力矩；所述手指模块包括第一指段和第二指段，所述手指模块通过自适应连杆系和平行连杆系与所述驱动杆铰接；由所述驱动杆驱动运动。2.根据权利要求1所述的自适应欠驱动机器人夹爪，其特征在于，所述第一指段包括第一指段杆和第一指段杆连接轴，所述第一指段杆底端通过第一指段杆连接轴铰接在所述夹爪壳体上；所述第二指段包括第二指段杆、第二指段杆连接轴和指套，所述第二指段杆通过第二指段杆连接轴铰接在所述第一指段杆的顶端，所述指套固定在所述第二指段杆上。3.根据权利要求1所述的自适应欠驱动机器人夹爪，其特征在于，所述自适应连杆系包括曲柄驱动杆、曲柄、第一曲柄连接轴、第二曲柄连接轴和曲柄连杆，所述曲柄驱动杆通过曲柄驱动杆连接轴与所述驱动杆铰接在一起，所述曲柄驱动杆的上端通过所述第一曲柄连接轴铰接于所述曲柄；所述曲柄的一端通过所述第一指段杆连接轴与所述第一指段杆的底端铰接，另一端通过第二曲柄连接轴与所述曲柄连杆的底端铰接；所述曲柄连杆的上端通过曲柄连杆连接轴铰接于所述第二指段杆上。4.根据权利要求1所述的自适应欠驱动机器人夹爪，其特征在于，所述平行连杆系包括平行连杆固定架、平行连杆、平行连杆连接轴、滑杆和滑杆连接轴，所述平行连杆固定架固定在所述夹爪壳体上，所述平行连杆通过所述平行连杆连接轴连接在所述平行连杆固定架上，所述滑杆与所述平行连杆组成移动副，所述滑杆顶端通过滑杆连接轴与所述第二指段杆连接。5.根据权利要求4所述的自适应欠驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：康熙，宋亚庆，罗荻洲，闫浩，
申请(专利权)人：深圳市大寰机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44