一种力控机械爪制造技术

本发明专利技术公开了一种力控机械爪，包括动力源、实现单自由度运动的两个抓取末端、曲柄滑块结构、抓取力控制模块和中心面；曲柄滑块结构包括曲柄、滑轨、两个滑动结构、两个连杆、两个第一转动副和两个第二转动副，中心面定义为通过曲柄旋转轴且与滑动平面垂直的平面；曲柄转动时，带动两个滑动结构滑动，并使其始终关于中心面对称；在抓取末端上增加了抓取力控制模块，实现与目标物体柔性接触和抓取力检测；抓取末端的位移、接触力与动力源的转角、扭矩之间存在简单换算关系，便于设计控制算法。本发明专利技术的力控机械爪实现了抓取力控制，能对目标物体稳定抓取，控制简单；设计小型化、轻量化，适用于需要轻量化抓取的场景。

A Force-controlled Mechanical Claw

The invention discloses a force-controlled mechanical gripper, which comprises a power source, two grasping ends to realize single-degree-of-freedom motion, a crank-slider structure, a grasping force control module and a central surface; the crank-slider structure includes a crank, a sliding rail, two sliding structures, two connecting rods, two first rotating pairs and two second rotating pairs, and the central surface is defined as a rotating shaft through a crank and a sliding plane. Vertical plane; when the crank rotates, it drives two sliding structures to slide and keeps them symmetrical about the center plane; at the grasping end, a grasping force control module is added to realize flexible contact and grasping force detection with the target object; there is a simple conversion relationship between the displacement of the grasping end, the contact force and the rotation angle and torque of the power source, which facilitates the design of the control algorithm. The force control mechanical claw of the invention realizes the grasping force control, can grasp the target object stably, and has simple control. The design is miniaturized and lightweight, and is suitable for the scene requiring lightweight grasping.

【技术实现步骤摘要】
一种力控机械爪
本专利技术涉及机械抓手设备领域，尤其涉及一种力控机械爪。
技术介绍
随着工业自动化的高速发展，自动控制几乎无处不在，而机械夹爪作为控制系统中一个重要的执行元件，在现代工业生产中起着十分重要的作用。机械爪按其驱动方式可以分为气动、液压和电动夹爪，按其爪型可分为2爪型、3爪型和多爪型，按其运动方式可以分为平动式和回转式。在现有的机械爪中，存在以下缺陷：1、一般只能实现简单的位置控制，缺少对抓取力的控制，无法应用于需要控制抓取力的场合，如需要抓取精密仪器件、果蔬的采摘等，容易对被夹取的对象造成损坏；2、机械爪结构设计和传动方式复杂，导致其控制算法复杂且体型笨重，不适合作为工业机器人的末端执行器使用；3、高精度的机械爪通过伺服电机驱动，体型大，不适合抓取小型精密零件，并且制造成本高、运行噪音大。因此，本领域的技术人员致力于开发一种力控机械爪，通过简化结构、改变传动方式，实现小型化、轻量化的机械爪以及对抓取力的控制，能稳定抓取目标物体，适用于需要轻量化末端机械爪的场景，且控制简单，降低了成本。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是机械爪不能控制抓取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种力控机械爪，其特征在于，包括动力源、实现单自由度运动的两个抓取末端、曲柄滑块结构、抓取力控制模块和中心面，其中：所述曲柄滑块结构包括曲柄、滑轨、两个滑动结构、两个连杆、两个第一转动副和两个第二转动副；所述滑动结构安装在所述滑轨上；所述曲柄包括两个连接端，一个所述滑动结构通过一个所述连杆与所述曲柄的一个连接端连接；所述连杆的一端通过所述第一转动副与所述曲柄连接，另一端通过所述第二转动副与所述滑动结构连接；所述抓取末端分别固定在滑动结构上；所述抓取力控制模块用于检测抓取力和实现被抓取物体的柔性接触，分别固定在所述抓取末端上；所述动力源用于驱动所述曲柄转动；所述中心面为通过所述曲柄的旋转轴的...

【技术特征摘要】
1.一种力控机械爪，其特征在于，包括动力源、实现单自由度运动的两个抓取末端、曲柄滑块结构、抓取力控制模块和中心面，其中：所述曲柄滑块结构包括曲柄、滑轨、两个滑动结构、两个连杆、两个第一转动副和两个第二转动副；所述滑动结构安装在所述滑轨上；所述曲柄包括两个连接端，一个所述滑动结构通过一个所述连杆与所述曲柄的一个连接端连接；所述连杆的一端通过所述第一转动副与所述曲柄连接，另一端通过所述第二转动副与所述滑动结构连接；所述抓取末端分别固定在滑动结构上；所述抓取力控制模块用于检测抓取力和实现被抓取物体的柔性接触，分别固定在所述抓取末端上；所述动力源用于驱动所述曲柄转动；所述中心面为通过所述曲柄的旋转轴的平面，并且与所述滑块结构的滑动平面垂直；所述曲柄转动时，带动两个所述滑动结构沿着所述滑轨滑动，所述滑动结构在滑动时始终关于所述中心面对称。2.如权利要求1所述的力控机械爪，其特征在于，所述滑动结构包括滑块、末端支架、滑座；所述滑块安装在所述滑轨上；所述滑座固定在所述滑块上，并通过所述第二转动副与所述连杆的一端连接；所述末端支架固定在所述滑块上，所述抓取末端固定在所述末端支架上。3.如权利要求2所述的力控机械爪，其特征在于，所述机械爪还包括两个主板和4个底部支架；所述主板关于所述中心面对称分布，并固定在所述动力源的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建华，肖志键，熊振华，朱向阳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31