一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器制造技术

本发明专利技术涉及一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器，该机器人夹持器包括底座、夹紧机构与夹持滑块。该装置利用2个夹紧机构的夹合与协同运动，能够抓取位于平面内不同位置的具有不同形状、大小的物件，同时完成物件在平面内的水平位移。此外，平面内的竖直运动与扭转运动也能够通过布置于夹紧机构上的夹持滑块得以实现。由此，该机器人夹持器能够模仿人类的灵巧手内操作。并且结构简单，易于控制，能够实现高精度和高速度的抓取与操纵任务，适用于工业应用中。

A kind of robot gripper which can realize the plane dexterous operation

The invention relates to a robot gripper which can realize plane dexterous operation. The robot gripper includes a base, a clamping mechanism and a clamping slider. By using the clamping and cooperative motion of two clamping mechanisms, the device can grasp the objects with different shapes and sizes at different positions in the plane, and complete the horizontal displacement of the objects in the plane at the same time. In addition, the vertical and torsional movement in the plane can also be realized by the clamping slider arranged on the clamping mechanism. Thus, the robot gripper can imitate the human's dexterous hand operation. And the structure is simple, easy to control, can achieve high-precision and high-speed grab and control tasks, suitable for industrial applications.

【技术实现步骤摘要】
一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器
本专利技术涉及一种机器人夹持器，具体说，涉及一种利用四连杆机构以及平移机构实现平面灵巧操作的夹持装置的结构设计。
技术介绍
以期望的姿势抓取和操纵物件是自动化行业对夹持器的常规要求。随着制造工艺的日益复杂，夹持器所需要具备的能力也在不断提高。相比于仿生手的柔性材料与欠驱动机制，机器人夹持器具有更高的精度和速度，更稳定的可重复性以及更廉价的控制成本，从而在现阶段更加适用于工业应用。在任何情况下，机器人夹持器要实现的主要目标是生产。因此，该领域的研究人员目前专注于刚体结构，这种结构不仅能够提供工业所需的速度性能，而且能够提供设备所需的灵巧性和易控性。人类擅长用手完成复杂的任务，受此启发，传统的机器人夹持器被期望能够模仿人类手中物体的扭转、改变方向等操作，这就要求夹持器的设计具有灵巧性。同时，为了满足工业应用的要求，机器人夹持器必须价格低廉、结构紧凑、重量轻、控制简单、鲁棒性强。更重要的，它必须能够执行简单的抓取和操纵任务，并具有足够的通用性来操纵不同尺寸形状的物件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器，以解决上述问题。本专利技术的实施例提供了一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器，其特征在于，该机器人夹持器包括底座、夹紧机构、夹持滑块、底座-夹紧机构连接件；夹紧机构包括左夹紧机构与右夹紧机构；夹持滑块包括左夹持滑块与右夹持滑块。进一步，左夹紧机构和右夹紧机构通过底座-夹紧机构连接件对称布置在底座上，均为平面四连杆机构，2个夹紧机构在各自主动转动轴的带动下协同运动，完成平面内不同水平方向上的具有不同尺寸的物件的抓取任务。进一步，左夹持滑块和右夹持滑块与物件直接接触，并且均能够在各自驱动电机的带动下沿夹紧机构的竖直部分上下移动，实现已夹持物件在平面内竖直方向上的平移运动与扭转运动。进一步，物件在平面内的3个运动自由度，即，水平方向、竖直方向的平移运动以及扭转运动均能够得到实现。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：该装置结构简单，使用方便。与欠驱动机制相比，该装置控制更为简单，运动精度与速度更高，更能满足工业应用。利用四连杆机构与平移机构的组合，能够完成对于具有不同尺寸与形状的物件的平面内大范围抓取任务以及平面内3个运动自由度的灵巧操作。附图说明图1是本专利技术一种机器人夹持器的轴测视图；图2是左夹紧机构的轴测视图；图3是左夹紧机构主动转动轴的轴测视图；图4是左夹持滑块在左夹紧机构中的布置示意图；图5是机器人夹持器在平面内某一位置下抓取物体的示意图；图6是机器人夹持器将物体水平移动至中立位的示意图；图7是机器人夹持器控制物体实现竖直移动的示意图；图8是机器人夹持器控制物体实现扭转运动的示意图；具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所做的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。参图1至图8所示，图1是本专利技术一种机器人夹持器的轴测视图，图2是左夹紧机构的轴测视图，图3是左夹紧机构主动转动轴的轴测视图，图4是左夹持滑块在左夹紧机构中的布置示意图，图5是机器人夹持器在平面内某一位姿下抓取物体的示意图，图6是机器人夹持器将物体水平移动至中立位的示意图，图7是机器人夹持器控制物体实现竖直移动的示意图，图8是机器人夹持器控制物体实现扭转运动的示意图。本实施例提供了一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器，参图1～图8所示，该机器人夹持器包括底座1、夹紧机构、夹持滑块、底座-夹紧机构连接件2；夹紧机构包括左夹紧机构3与右夹紧机构4；夹持滑块包括左夹持滑块5与右夹持滑块6。本实施例中，参图1、图2、图3及图4所示，所述左夹紧机构3包括左夹紧机构基座7、左夹紧机构主动转动轴8、左夹紧机构第一被动转动轴9、左夹紧机构第二被动转动轴10、左夹紧机构第三被动转动轴11、左夹紧机构主动转动轴驱动电机-减速器12、左夹持滑块5、左夹持滑块驱动电机-减速器13。所述左夹紧机构主动转动轴8与左夹紧机构第三被动转动轴11布置在左夹紧机构基座7上，所述左夹紧机构主动转动轴8与左夹紧机构第一被动转动轴9通过左夹紧机构第一连杆14连接，所述左夹紧机构第一被动转动轴9与左夹紧机构第二被动转动轴10通过左夹紧机构L型连杆15连接，所述左夹紧机构第二被动转动轴10与左夹紧机构第三被动转动轴11通过左夹紧机构第二连杆16连接。所述左夹紧机构基座7通过底座-夹紧机构连接件2布置在底座1上。所述左夹紧机构主动转动轴驱动电机-减速器12通过锥齿轮传动单元17带动左夹紧机构主动转动轴8转动，所述左夹紧机构主动转动轴驱动电机-减速器12布置在底座-夹紧机构连接件2内部，所述左夹紧机构主动转动轴驱动电机-减速器12的底端嵌入底座1的凸台中，提高其自身稳定性。所述左夹持滑块5的主体部分18与左夹紧机构L型连杆15的内置丝杠19配合，在左夹持滑块驱动电机-减速器13以及齿轮传动单元20的带动下，能够沿内置丝杠19上下移动，所述左夹持滑块5的输出部分21具有粗糙的表面，与物件接触时能够提供较大的摩擦力。所述左夹持滑块驱动电机-减速器13通过2个与左夹紧机构L型连杆15固定连接U型稳定件22提高其自身稳定性。由于右夹紧机构4以及右夹持滑块6与左夹紧机构3以及左夹持滑块5的安装结构以及连接方式完全相同，因此，所述右夹紧机构4以及右夹持滑块6的安装方式未进行重复描述。本实施例的工作原理，结合图5～图8，叙述如下：本实施例的初始状态如图5所示，机器人夹持器已经完成位于平面内某一位姿的物件的抓取任务。在左夹紧机构3与右夹紧机构4的协同运动下，物件被水平移动至机器人夹持器的中立位置，如图6所示。如图7与图8所示，通过夹持滑块的同向运动或反向运动，物件的竖直移动或扭转运动能够得到实现。本专利技术提供一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器，具有如下有益效果：1)该装置结构简单，使用方便。2)与欠驱动机制相比，该装置控制更为简单，运动精度与速度更高，更能满足工业应用。3)利用四连杆机构与平移机构的组合，能够完成对于具有不同尺寸与形状的物件的平面内大范围抓取任务以及平面内3个运动自由度的灵巧操作。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本专利技术的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本专利技术的保护范围，凡未脱离本专利技术技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本专利技术的保护范围之内。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器，其特征在于：该机器人夹持器包括底座、夹紧机构、夹持滑块、底座-夹紧机构连接件；夹紧机构包括左夹紧机构与右夹紧机构；夹持滑块包括左夹持滑块与右夹持滑块；/n左夹紧机构和右夹紧机构通过底座-夹紧机构连接件对称布置在底座上，均为平面四连杆机构，2个夹紧机构在各自主动转动轴的带动下协同运动，完成平面内不同水平方向上的具有不同尺寸的物件的抓取任务；左夹持滑块和右夹持滑块与物件直接接触，并且均能够在各自驱动电机的带动下沿夹紧机构的竖直部分上下移动，实现已夹持物件在平面内竖直方向上的平移运动与扭转运动；由此，物件在平面内的3个运动自由度，即，水平方向、竖直方向的平移运动以及扭转运动均能够得到实现。/n

【技术特征摘要】
1.一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器，其特征在于：该机器人夹持器包括底座、夹紧机构、夹持滑块、底座-夹紧机构连接件；夹紧机构包括左夹紧机构与右夹紧机构；夹持滑块包括左夹持滑块与右夹持滑块；
左夹紧机构和右夹紧机构通过底座-夹紧机构连接件对称布置在底座上，均为平面四连杆机构，2个夹紧机构在各自主动转动轴的带动下协同运动，完成平面内不同水平方向上的具有不同尺寸的物件的抓取任务；左夹持滑块和右夹持滑块与物件直接接触，并且均能够在各自驱动电机的带动下沿夹紧机构的竖直部分上下移动，实现已夹持物件在平面内竖直方向上的平移运动与扭转运动；由此，物件在平面内的3个运动自由度，即，水平方向、竖直方向的平移运动以及扭转运动均能够得到实现。


2.根据权利要求1所述的一种可实现平面灵巧操作的机器人夹持器，其特征在于：该机器人夹持器包括底座、夹紧机构、夹持滑块、底座-夹紧机构连接件；夹紧机构包括左夹紧机构与右夹紧机构；夹持滑块包括左夹持滑块与右夹持滑块；
所述左夹紧机构包括左夹紧机构基座、左夹紧机构主动转动轴、左夹紧机构第一被动转动轴、左夹紧机构第二被动转动轴、左夹紧机构第三被动转动轴、左...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑锋，左世平，周晓东，董明杰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11