抓取设备制造技术

本发明专利技术涉及一种抓取设备，包括：基座单元；左平行连杆和右平行连杆；驱动单元，容纳在基座单元中并在打开/闭合方向上驱动右平行连杆的第一连杆和左平行连杆的第一连杆。左平行连杆和右平行连杆中的每个平行连杆具有：第一连杆，围绕基座单元的基轴在打开/闭合方向上能够转动地安装；第二连杆，围绕在打开/闭合方向上位于外侧的辅助轴在打开/闭合方向上能够转动地安装；手指单元，在第一连杆的末端和第二连杆的末端能够转动地支撑该手指单元；爪部，在打开/闭合方向上朝着内侧突出，沿左平行连杆和右平行连杆中的每一个平行连杆的手指单元的抓取表面的端面布置该爪部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种安装在例如机器人中并用于传送物体或装配结构构件的抓取设备，更具体地讲，涉及一种具有简单结构、能够由少量致动器驱动并适用于各种物体的抓取 设备。
技术介绍
近年来，主要为了替代人类劳动而积极进行了机器人的研究和开发。很多机器人 在它们的手中具有抓取设备以传送物体或装配结构构件。抓取设备具有很多关节自由度以执行复杂工作。然而，如果用于驱动关节的致动 器的数量增加，则致动器和支撑致动器的框架的重量增加并且抓取设备变得尺寸很大。用 于操作致动器的驱动和控制电路以及配线的尺寸也随着致动器的数量而增大，由此使得驱 动软件变得复杂以同时控制多个关节轴。由于单个致动器仅实现一个自由度(诸如，旋转 或平行移动)，所以需要许多致动器来支撑各种物体。例如，日本未审专利申请公开No. 2008-105116提出了一种具有片簧和致动器的 双指抓取机器手。即使当致动器的扭矩是0时，这个机器手也能够利用弹簧力抓取物体。然 而，问题在于一直产生内侧力，并且仅能够实现在转动方向上的抓取。另外，例如，日本未审专利申请公开No. 2008-49456提出了一种具有位于基座的 一个致动器的机器手，该致动器打开或闭合手指中间关节和手指底部关节并且使用齿轮传 动机构同时打开或闭合左右手指。然而，因为利用齿轮传动机构传送动力，所以在这个机器 手中发生反冲。另一问题在于仅在相当于手指的连杆的旋转方向上能够实现抓取。另外，例如，日本未审专利申请公开No. 2007-69286提出了一种经滑轮使用差动 齿轮和线缆同时打开或闭合左右手指的机器手。然而，因为通过该线缆传送动力，所以这种 机器手的一个问题在于线缆自身的初始张力和伸长。因为使用了锥齿轮，所以另一问题在 于反冲或效率。例如，日本未审专利申请公开No. 2005-238400和2005-261535提出了具有夹具的 两个互相面对的手指的抓取设备，每个手指包括平行的连杆。这种类型的抓取设备通过在 它们的抓取表面保持基本上平行的情况下打开或闭合在指尖上的爪部来抓取物体。因此， 即使当物体为箱形时也能够充分保留爪部和物体之间的接触区域，而不管箱子的尺寸如 何。
技术实现思路
希望提供一种安装在例如机器人中并用于传送物体或装配结构构件的抓取设备。还希望提供一种具有简单结构、能够由少量致动器驱动并适用于各种物体的优秀 的抓取设备。根据本专利技术的第一实施例，提供了一种抓取设备，包括基座单元；左平行连杆和 右平行连杆，每个平行连杆包括第一连杆，围绕基座单元的基轴在打开/闭合方向上能够转动地安装；第二连杆，围绕辅助轴在打开/闭合方向上能够转动地安装，与基座单元的基轴相比，所述辅助轴位于打开/闭合方向上的外侧；手指单元，在打开/闭合方向上的内侧 具有抓取表面并且在第一连杆的末端和第二连杆的末端能够转动地被支撑；爪部，朝着打 开/闭合方向上的内侧突出，并且沿手指单元的抓取表面的端面布置该爪部，左右平行连 杆基本上彼此对称；驱动单元，容纳在基座单元中并在打开/闭合方向上驱动左平行连杆 和右平行连杆的第一连杆。根据本专利技术的第二实施例，根据第一实施例的抓取设备的驱动单元包括致动器； 和传动单元，把致动器的旋转均等地传动给左平行连杆和右平行连杆中的每一个平行连杆 的基轴。根据本专利技术的第三实施例，传动单元包括齿轮系，在用于驱动基轴的末级对该齿轮 系应用非反冲齿轮。根据本专利技术的第四实施例，根据第一实施例的抓取设备的手指单元和爪部包括高 分子化合物，诸如具有Shore A硬度70至90的聚氨酯材料。根据本专利技术的第五实施例，根据第一实施例的抓取设备的左手指单元和右手指单 元中的每一个手指单元的抓取表面具有例如丙烯酸树脂、聚氨酯和橡胶的共聚物泡沫体的 制动器。根据本专利技术的第六实施例，根据第一实施例的抓取设备的左平行连杆和右平行连 杆中的每一个平行连杆具有旋转区域，在该旋转区域中，手指单元的尖端根据第一连杆和 第二连杆的旋转画出基本上弧形路径；和近似水平移动区域，在该近似水平移动区域中，手 指单元的尖端的运动能够近似为水平的运动。根据本专利技术的第七实施例，根据第一连杆和 第二连杆的长度与容许高度之间的关系确定所述近似水平移动区域的长度，在所述容许高 度内，允许手指单元的尖端在近似水平移动区域中垂直移动。根据本专利技术的第八实施例，根据第一实施例的抓取设备的左平行连杆和右平行连 杆中的每一个平行连杆的第一连杆在打开/闭合方向上的内侧具有凹抓取表面。根据本发 明的第九实施例，沿左平行连杆和右平行连杆中的每一个平行连杆的第一连杆的抓取表面 的下边缘布置在朝着打开/闭合方向上的内侧突出的内爪部。根据本专利技术的第十实施例， 内爪部包括高分子化合物，诸如具有Shore A硬度70至90的聚氨酯材料。左平行连杆和 右平行连杆中的每一个平行连杆的第一连杆的抓取表面包括例如丙烯酸树脂、聚氨酯和橡 胶的共聚物泡沫体的制动器。根据本专利技术的第十一实施例，根据第一实施例的抓取设备的左平行连杆和右平行 连杆中的每一个平行连杆的第二连杆在打开/闭合方向上的外侧具有凹抓取表面。根据本专利技术的第十二实施例，根据第一实施例的抓取设备还包括感测装置，用于 感测使用抓取设备的左平行连杆和右平行连杆的打开/闭合操作抓取物体而施加的抓取 力。根据本专利技术的实施例，可以提供一种安装在机器人中并用于传送物体或装配结构 构件的优异的抓取设备。根据本专利技术的实施例，可以提供一种具有简单结构、能够由少量致动器驱动并适 用于各种物体的优秀抓取设备。根据第一至第三实施例，抓取设备能够使用一个动力源一起操作左平行连杆和右 平行连杆。因此，能够以机械方式使左平行连杆和右平行连杆同步。另外，抓取设备具有包括少量部件的简单结构，因此生产成本低。另外，由于存在较少的空间限制，所以增加部件 的刚度会改善MTBF(平均故障间隔时间)并且左手指单元和右手指单元的尖端在单一路径 中移动，使得不需要定位控制并且能够实现准确的操作。另外，由于抓取设备的简单结构和 高刚度，所以抓取设备不仅能够抓取轻的物体，还能够抓取具有在动力源能够保持它的输 出动力的范围内的最大重量的较重的物体。 根据第一至第三实施例，沿左手指单元和右手指单元中的每一个手指单元的抓取 表面的前边缘布置朝着内侧突出的爪部，因此能够优选地抓取地面上的硬币、卡片、发夹或 另一较薄的物体。根据第四实施例，左手指单元和右手指单元以及沿左手指单元和右手指单元的前 边缘布置的爪部具有柔韧性和耐久性，使抓取操作稳定，并解决可靠性问题。根据第五实施例，抓取表面上的海绵制动器和在手指单元的尖端的爪部的组合实 现高抓取性能。根据第六和第七实施例，平移驱动和旋转驱动能够实现各种抓取方法。根据待抓 取的物体的形状和尺寸可应用这些方法之一。根据第八至第十实施例，左平行连杆和右平行连杆中的每一个平行连杆的第一连 杆具有在打开/闭合方向上在内侧的凹抓取表面，因此能够通过两个凹入部分安全地抓取 相对较大的物体。根据第十二实施例，通过使用左平行连杆和右平行连杆的打开/闭合操作能够感 测用于抓取物体的抓取力。根据稍后描述的实施例和基于附图的详细描述能够了解本专利技术实施例的其它目 的、特性和优点。附图说明图1是显示根据本专利技术实施例的抓取设备的整体结构的立体图。图2是显示图1中的抓本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种抓取设备，包括：基座单元；左平行连杆和右平行连杆，每个平行连杆包括：第一连杆，围绕基座单元的基轴在打开／闭合方向上能够转动地安装；第二连杆，围绕辅助轴在打开／闭合方向上能够转动地安装，与基座单元的基轴相比，所述辅助轴位于打开／闭合方向上的外侧；手指单元，在打开／闭合方向上的内侧具有抓取表面并且在第一连杆的末端和第二连杆的末端能够转动地被支撑，左平行连杆和右平行连杆基本上彼此对称；爪部，朝着打开／闭合方向上的内侧突出，并且沿手指单元的抓取表面的前边缘布置该爪部；驱动单元，容纳在基座单元中并在打开／闭合方向上驱动左平行连杆和右平行连杆的第一连杆。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川浪康范，田中章爱，长阪宪一郎，永野雅邦，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP