一种平行驱动的柔顺欠驱动夹持器制造技术

本实用新型专利技术提供一种平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，包括两个夹持臂和驱动部件；两个夹持臂镜像对称设置并分别与驱动部件连接，驱动部件驱动两个夹持臂移动实现夹持或张开运动；夹持臂包括固定部、与固定部垂直连接的夹持杆、连接杆、柔性铰链和限位部件；夹持杆通过柔性铰链与固定部连接，夹持杆为由柔性铰链连接的分段结构；连接杆一端通过柔性铰链与固定部连接，另一端通过柔性铰链与夹持杆连接，连接杆为由柔性铰链连接的分段结构；限位部件与连接杆上的柔性铰链相对设置，实现限制夹持杆向外运动。本实用新型专利技术夹持器灵活性强并具有一定柔性，对抓取对象的轮廓自适应能力强，从而有效提高夹持器的通用性；该夹持器能够缓冲驱动组件的推力。

A parallel driven compliant underactuated gripper

【技术实现步骤摘要】
一种平行驱动的柔顺欠驱动夹持器
本技术涉及夹持器
，更具体地说，涉及一种平行驱动的柔顺欠驱动夹持器。
技术介绍
夹持器是握住物体进而操控物体的设备，它能够在执行某些动作的同时夹住和松开物体。在典型的机器人加工工艺中，均需通过夹持器装夹定位和分拣搬运工件。目前，夹持器一般作为抓取工具安装在机械臂末端，通过手爪将物体抓取并夹持固定，随后从初始位置转移至目标位置或根据需要进行其它操作。现阶段生产中，广泛采用的刚性夹持器存在通用性差、制造成本高、柔度不足等问题：(1)通用性差导致需频繁更换夹持器以适应五金件制造加工换产快的特点，不利于经济性；(2)制造成本高不利于产业化应用；(3)柔度不足导致刚性夹持器易损伤五金产品表面，影响加工安全性。因此，亟需设计一款低成本、具有良好顺应性的通用机器人夹持器。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，该柔顺欠驱动夹持器灵活性强并具有一定柔性，对抓取对象的轮廓自适应能力强，从而有效提高夹持器的通用性；同时，该夹持器能够缓冲驱动组件的推力，并能够通过自身的柔度保护被抓取对象。为了达到上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现：一种平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，其特征在于：包括两个夹持臂和驱动部件；两个所述夹持臂镜像对称设置并分别与驱动部件连接，驱动部件驱动两个夹持臂移动实现夹持或张开运动；所述夹持臂包括固定部、与固定部垂直连接的夹持杆、连接杆、柔性铰链和限位部件；所述夹持杆通过柔性铰链与固定部连接，夹持杆为由柔性铰链连接的分段结构；所述连接杆一端通过柔性铰链与固定部连接，另一端通过柔性铰链与夹持杆连接，连接杆为由柔性铰链连接的分段结构；所述限位部件与连接杆上的柔性铰链相对设置，实现限制夹持杆向外运动，以保证夹持臂的夹持杆向内夹持。在上述方案中，镜像对称设置的夹持臂通过驱动部件驱动实现对被夹持物进行夹持或张开。夹持臂夹持过程中，在柔性铰链和连接杆的作用，使得夹持杆贴合被夹持物表面轮廓，而限位部件限制外侧柔性铰链转角增大，以限制夹持杆向外运动，维持夹持臂结构的稳定性，保证夹持臂的夹持杆向内夹持，实现夹持臂对被夹持物的稳定夹持。该柔顺欠驱动夹持器灵活性强并具有一定柔性，在柔性铰链和连接杆的作用下，对抓取对象的轮廓自适应能力强，从而有效提高夹持器的通用性。同时，该夹持器能够缓冲驱动组件的推力，并能够通过自身的柔度保护被抓取对象。所述夹持杆包括远端夹持杆、中间夹持杆和近端夹持杆。所述柔性铰链包括第一柔性铰链、第二柔性铰链、第三柔性铰链、第四柔性铰链、第五柔性铰链和第六柔性铰链。所述夹持杆为由柔性铰链连接的分段结构是指：所述夹持杆为由远端夹持杆、中间夹持杆和近端夹持杆分别通过第一柔性铰链和第三柔性铰链连接组成的分段结构式夹持杆；所述近端夹持杆通过第五柔性铰链与固定部连接。所述连接杆包括中间连接杆和近端连接杆；所述连接杆为由柔性铰链连接的分段结构是指：连接杆为由中间连接杆和近端连接杆通过第四柔性铰链连接组成的分段结构式连接杆。所述中间连接杆通过第二柔性铰链与远端夹持杆底部连接；所述近端连接杆通过第六柔性铰链与固定部连接。所述限位部件包括与远端夹持杆连接的第一限位部件、与中间连接杆连接的第二限位部件和与近端连接杆连接的第三限位部件；所述第一限位部件位于连接杆的外侧并与第二柔性铰链相对设置；所述第二限位部件位于连接杆的外侧并与第四柔性铰链相对设置；所述第三限位部件位于连接杆的外侧并与第六柔性铰链相对设置。本技术还包括用于消除限位部件与连接杆之间间隙的第一套筒、第二套筒和第三套筒；所述第一套筒以过盈配合的方式套设第一限位部件的端部并与中间连接杆相抵；所述第二套筒以过盈配合的方式套设第二限位部件的端部并与近端连接杆相抵；所述第三套筒以过盈配合的方式套设第三限位部件的端部并与固定部相抵。本技术的第一套筒、第二套筒和第三套筒分别用于消除第一限位部件与中间连接杆之间、第二限位部件与近端连接杆之间、以及第三限位部件与所述固定部之间由于加工存在的间隙。在夹持臂加工过程中，限位部件和连杆之间的位置必定存在间隙，在平行夹持时，该间隙的存在，无法保证远端夹持杆的垂直，被夹持物容易被挤出。所述柔性铰链为圆型切槽柔性铰链。本技术采用圆型切槽柔性铰链可增强结构的稳定性，而且整个夹持臂能够一体成型免装配，批量成产注塑加工成本低，并无摩擦。所述驱动部件为双向平行驱动的动力装置；所述夹持臂为一体成型的软胶构件。本技术的夹持臂为一体成型的软胶构件，该夹持臂一体成型免装配、使用注塑成型的方法批量生产成本低。该软胶构件为赵氏硬度是90度的软胶材料，大约能负重2KG以下的物体，另外柔顺铰链的厚度的增加能进一步提高夹持臂的负载能力。本技术夹持器使用单一驱动源的情况下能够实现多种夹持模式，分别为平行抓取，与包络抓取，对物体的轮廓自适应能力强；而且连接杆与柔性铰链能够缓冲驱动组件的推力，并能够通过自身的柔度保护被抓取对象，当抓取对象已经被夹持后，驱动部件继续作用，也不容易压伤抓取对象。本技术平行驱动的柔顺欠驱动夹持器具有以下优点：1、经济性(成本低)：夹持臂一体成型免装配、使用注塑成型的方法批量生产成本低；此外，采用的驱动部件包含的零件少，驱动原理简单，驱动构成简单。2、自适应能力强：相比于刚性机构，该夹持器具有顺应性，更好的贴合被夹持物体表面轮廓，使夹持器对物体轮廓表面的自适应能力进一步提升。3、安全性：夹持臂能够通过自身的柔度保护被抓取对象，由于夹持杆和连接杆各处通过柔性铰链连接，在抓取物品的时候，柔性铰链能够缓冲驱动部件的推力，当抓取对象已经被夹持住后，驱动部件继续作用，也不容易压伤抓取物体。与现有技术相比，本技术具有如下优点与有益效果：本技术平行驱动的柔顺欠驱动夹持器灵活性强并具有一定柔性，对抓取对象的轮廓自适应能力强，从而有效提高夹持器的通用性；同时，该夹持器能够缓冲驱动组件的推力，并能够通过自身的柔度保护被抓取对象。附图说明图1是本技术平行驱动的柔顺欠驱动夹持器的立体图；图2是本技术的夹持臂的示意图；图3是本技术平行驱动的柔顺欠驱动夹持器的爆炸图；图4是本技术的套筒的示意图；图5是本技术的伪刚体模型简图；图6是本技术的夹持器平行夹持方形物体时的简图；图7是本技术的夹持器包络夹持圆柱形物体时的简图；图8是本技术的夹持器包络夹持不规则物体时的简图。其中，1为远端夹持杆、2为中间夹持杆、3为中间连接杆、4为近端夹持杆、5为近端连接杆、6为固定部、7为第一柔性铰链、8为第二柔性铰链、9为第三柔性铰链、10为第四柔性铰链、11为第五柔性铰链、12为第六柔性铰链、13为第一限位部件、14为第二限位部件、15为第三限位部件、16为第一套筒、17为驱动连接元件、18为驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，其特征在于：包括两个夹持臂和驱动部件；两个所述夹持臂镜像对称设置并分别与驱动部件连接，驱动部件驱动两个夹持臂移动实现夹持或张开运动；/n所述夹持臂包括固定部、与固定部垂直连接的夹持杆、连接杆、柔性铰链和限位部件；所述夹持杆通过柔性铰链与固定部连接，夹持杆为由柔性铰链连接的分段结构；所述连接杆一端通过柔性铰链与固定部连接，另一端通过柔性铰链与夹持杆连接，连接杆为由柔性铰链连接的分段结构；所述限位部件与连接杆上的柔性铰链相对设置，实现限制夹持杆向外运动，以保证夹持臂的夹持杆向内夹持。/n

【技术特征摘要】
1.一种平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，其特征在于：包括两个夹持臂和驱动部件；两个所述夹持臂镜像对称设置并分别与驱动部件连接，驱动部件驱动两个夹持臂移动实现夹持或张开运动；
所述夹持臂包括固定部、与固定部垂直连接的夹持杆、连接杆、柔性铰链和限位部件；所述夹持杆通过柔性铰链与固定部连接，夹持杆为由柔性铰链连接的分段结构；所述连接杆一端通过柔性铰链与固定部连接，另一端通过柔性铰链与夹持杆连接，连接杆为由柔性铰链连接的分段结构；所述限位部件与连接杆上的柔性铰链相对设置，实现限制夹持杆向外运动，以保证夹持臂的夹持杆向内夹持。


2.根据权利要求1所述的平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，其特征在于：所述夹持杆包括远端夹持杆、中间夹持杆和近端夹持杆。


3.根据权利要求2所述的平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，其特征在于：所述柔性铰链包括第一柔性铰链、第二柔性铰链、第三柔性铰链、第四柔性铰链、第五柔性铰链和第六柔性铰链。


4.根据权利要求3所述的平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，其特征在于：所述夹持杆为由柔性铰链连接的分段结构是指：所述夹持杆为由远端夹持杆、中间夹持杆和近端夹持杆分别通过第一柔性铰链和第三柔性铰链连接组成的分段结构式夹持杆；所述近端夹持杆通过第五柔性铰链与固定部连接。


5.根据权利要求4所述的平行驱动的柔顺欠驱动夹持器，其特征在于：所述连接杆包括中间连接杆和近端连接杆；所述连接杆为由柔性铰链连接的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄铭贤，卢清华，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44