一种基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手制造技术

一种基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手，本实用新型专利技术属于柔性机械手技术领域，包括固定基座

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手


[0001]本技术属于柔性机械手
，具体涉及一种基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手
。
其手指长度
、
包络范围和夹持刚度可以根据工作需要改变，具有较广的工作适用范围
。

技术介绍

[0002]相比于传统的刚性机械手，柔性机械手有着适应性强
、
人机交互安全性好
、
体积小
、
成本低
、
模块化设计等诸多优点，其在工业生产
、
生活服务
、
医疗康复
、
消防救援
、
农业采摘等领域已经有了诸多应用
。
目前的多自由度机械手大多结构复杂，体积较大，无法满足狭窄深邃空间内物体的夹取操作需求
。
[0003]为了提升机械手在窄深空间内的抓取适应能力，本技术提出一种基于伺服电机和记忆合金弹簧复合驱动的可伸缩机械手，可以应用于搜救机器人
、
农业采摘机器人
、
生活服务机器人等领域
。
该型机械手具有伸缩比大
、
弯曲包络无需驱动与传动元件，使机械手整体结构更为紧凑
。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手，可用于多种情况下的物体抓取，对于所夹持的物体具有良好的适应性
。
该机械手的手指主体采用薄壁连杆组成柔性剪叉机构，通过伺服电机驱动手指完成伸缩运动，手指具有较大的伸缩比；利用手指内
、
外侧记忆合金弹簧驱动，可以使手指柔性剪叉机构向外侧或内侧弯曲变形，实现包络夹持或释放打开动作
。
进一步，通过控制通电记忆合金弹簧数量
、
通电电流大小可以实现多种包络曲率和夹持刚度，提升抓取适应性；该机械手的剪叉机构采用薄壁柔性材料，可以保证人机交互安全性；在机械手的手指外部套有可伸缩防护罩，避免了手指中的弹簧和导线等零部件与工作环境中的其他物品接触，保证安全性
。
[0005]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手，包括固定基座
、
柔性剪叉手指及伸缩运动驱动机构，所述固定基座上安装有伸缩运动驱动机构，伸缩运动驱动机构上连接有柔性剪叉手指
。
[0007]所述伸缩运动驱动机构包括双旋向丝杠Ⅰ和双旋向丝杠Ⅱ，所述双旋向丝杠Ⅰ两端分别通过轴承座Ⅰ支撑，且轴承座Ⅰ通过螺栓固定安装于固定基座一端，双旋向丝杠Ⅱ两端分别通过轴承座Ⅲ支撑，且轴承座Ⅲ通过螺栓固定安装于固定基座另一端，且双旋向丝杠Ⅰ和双旋向丝杠Ⅱ平行设置，两个轴承座Ⅰ之间的双旋向丝杠Ⅰ上布置一对反旋向丝母Ⅰ，双旋向丝杠Ⅰ一端安装有同步带轮Ⅰ，两个轴承座Ⅲ之间的双旋向丝杠Ⅱ上布置一对反旋向丝母Ⅱ，双旋向丝杠Ⅱ一端安装有同步带轮Ⅲ，同步带轮Ⅰ和同步带轮Ⅲ相对设置，从动轴通过轴承座Ⅱ支撑，且轴承座Ⅱ通过螺栓固定安装于固定基座上，且靠近双旋向丝杠Ⅰ一端设置，从动轴两端分别安装有同步带轮Ⅱ及从动齿轮，同步带轮Ⅱ与同步带轮Ⅰ之间安装有同
步带Ⅰ，主动轴通过轴承座Ⅳ支撑，且轴承座Ⅳ通过螺栓固定安装于固定基座上，主动轴一端安装有与从动齿轮啮合的主动齿轮，且端部通过联轴器与伺服电机输出轴连接，另一端安装有同步带轮Ⅳ，同步带轮Ⅳ与同步带轮Ⅲ之间安装有同步带Ⅱ，两个所述轴承座Ⅰ靠近从动轴一端安装有张紧调节顶丝块Ⅰ，轴承座Ⅲ和轴承座Ⅰ上的供螺栓穿过的孔为腰型孔，两个所述轴承座Ⅲ以及轴承座Ⅰ靠近主动轴一端分别对应安装有张紧调节顶丝块Ⅱ，用于微调轴承座Ⅲ和轴承座Ⅰ从而张紧带轮
。
[0008]所述柔性剪叉手指包括连接杆，两组柔性剪叉手指分别通过连接杆焊接到伸缩运动驱动机构的反旋向丝母Ⅰ和反旋向丝母Ⅱ上，每组连接杆的数量为两个，两个连接杆穿过基座上的导向槽末端与
X
型剪叉机构铰接连接，相邻两个
X
型剪叉机构之间通过连接轴串联，每两个
X
型剪叉机构的中空轴之间在内侧和外侧均连接有记忆合金弹簧
。
[0009]若干所述
X
型剪叉机构结构相同，包括连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，连杆Ⅰ和连杆Ⅱ均为薄壁连杆，所述连杆Ⅰ和连杆Ⅱ交叉设置，且在交叉部位开设有通孔，中空轴穿过通孔将连杆Ⅰ和连杆Ⅱ连接组成
X
型剪叉机构，即手指部分的基本单元，中空轴内侧端端部安装有吸盘，用于吸附抓取的物体，增加接触面积
。
[0010]所述中空轴靠近两端面的位置加工有用于连接记忆合金弹簧的凹槽，通过凹槽保证记忆合金弹簧的轴向位置
。
[0011]所述柔性剪叉手指的外部套有可伸缩防护罩，可伸缩防护罩顶端通过螺栓固定在固定基座下表面处
。
[0012]本技术的技术效果为：
[0013]机械手手指主体采用的剪叉机构结构简单紧凑，有较大的伸缩比，可适用于狭长空间内的抓取操作；采用柔性剪叉机构作为夹持手指，可以夹持脆性易碎物体，相比于刚性机械手提升了人机交互安全性；手指的弯曲效果通过记忆合金弹簧伸缩实现，有效减少了弯曲驱动执行机构数量，简化了机械手整体结构；通过控制记忆合金弹簧电流大小可以动态调整曲率半径和夹持刚度，适用于多种类
、
多形状物体的抓取；机械手内侧真空吸盘增加接触面积，真空吸附作用可以提升夹持稳定性；机械手执行部分采用模块化剪叉连杆结构组合而成，可以根据使用环境需要改变机械手长度，使机械手易于重构
。
附图说明
[0014]图1为本技术基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手的整体结构示意图；
[0015]图2为本技术基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手的伸缩运动驱动机构示意图；
[0016]图3为本技术基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手的柔性剪叉手指示意图；
[0017]图4为本技术带可伸缩防护罩的基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手结构示意图
。
[0018]1、
基座；
2、
轴承座Ⅰ；
3、
同步带轮Ⅰ；
4、
同步带Ⅰ；
5、
同步带轮Ⅱ；
6、
轴承座Ⅱ；
7、
伺服电机；
8、
轴承座Ⅲ；
9、
反旋向丝母Ⅰ；
10、
双旋向丝杠Ⅰ；
11、
张紧调节顶丝块Ⅰ；
12、
从动齿轮；
13、
从动轴；
14、
主动轴；
15、
主动齿轮；
16、
轴承座Ⅳ；
17、
张紧调节顶丝块Ⅱ；
18、
反旋向丝母Ⅱ；
19、
双旋向丝杠Ⅱ；
20、<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手，其特征在于，包括固定基座
、
柔性剪叉手指及伸缩运动驱动机构，所述固定基座上安装有伸缩运动驱动机构，伸缩运动驱动机构上连接有柔性剪叉手指
。2.
根据权利要求1所述的一种基于复合驱动的可伸缩夹持柔性机械手，其特征在于：所述伸缩运动驱动机构包括双旋向丝杠Ⅰ和双旋向丝杠Ⅱ，所述双旋向丝杠Ⅰ两端分别通过轴承座Ⅰ支撑，且轴承座Ⅰ通过螺栓固定安装于固定基座一端，双旋向丝杠Ⅱ两端分别通过轴承座Ⅲ支撑，且轴承座Ⅲ通过螺栓固定安装于固定基座另一端，且双旋向丝杠Ⅰ和双旋向丝杠Ⅱ平行设置，两个轴承座Ⅰ之间的双旋向丝杠Ⅰ上布置一对反旋向丝母Ⅰ，双旋向丝杠Ⅰ一端安装有同步带轮Ⅰ，两个轴承座Ⅲ之间的双旋向丝杠Ⅱ上布置一对反旋向丝母Ⅱ，双旋向丝杠Ⅱ一端安装有同步带轮Ⅲ，同步带轮Ⅰ和同步带轮Ⅲ相对设置，从动轴通过轴承座Ⅱ支撑，且轴承座Ⅱ通过螺栓固定安装于固定基座上，且靠近双旋向丝杠Ⅰ一端设置，从动轴两端分别安装有同步带轮Ⅱ及从动齿轮，同步带轮Ⅱ与同步带轮Ⅰ之间安装有同步带Ⅰ，主动轴通过轴承座Ⅳ支撑，且轴承座Ⅳ通过螺栓固定安装于固定基座上，主动轴一端安装有与从动齿轮啮合的主动齿轮，且端部通过联轴器与伺服电机输出轴连接，另一端安装有同步带轮Ⅳ，同步带轮Ⅳ与同步带轮Ⅲ之间安装有同步带Ⅱ，两个所述轴承座Ⅰ靠近从动轴一端安装有张紧调节顶丝块Ⅰ，轴承座Ⅲ和轴承座Ⅰ上的供螺栓穿过的孔为腰型孔，两个所述轴承座Ⅲ以及轴承座Ⅰ靠近主动轴一端分别对应安装有张紧调节顶丝块Ⅱ，用于微调轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙龙飞，赵贺，范记安，刘子良，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：新型
国别省市：