[發明專利]一種二自由度兩指夾持器

有效

• 申請號: 201410559510.2
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104260103A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 孟偲;高真熙
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B25J15/08
• 分類號: B25J15/08;B25J19/00;B25J19/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

技術領域

本發明涉及可自動控制的夾持裝置的技術領域，尤其是一種二自由度兩指夾持器，其為能避免改變目標初始位置的夾持器。

背景技術

目前，公知的夾持器構造是由動力源、傳動機構、手指組成。動力源通過傳動機構為夾持機構提供動力，傳統的夾持器是由單個電機驅動，手指同步平行運動夾持物體。若采用傳統方式，被夾持物體若不在夾持器中間位置，夾持的過程中會改變被夾持物體的初始位置，無法保證位置的精確性。

發明內容

為了克服上述缺陷,本發明提供一種二自由度兩指夾持器，該夾持器能實現不改變被夾持物體的原始位置并且不改變夾持器的位置通過分別控制兩指的運動實現夾持功能，自動控制抓取過程只需外接電源線和數據線。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種二自由度兩指夾持器，包括法蘭、連接件、外殼部件、舵機、大齒輪、空套齒輪、小齒輪、螺紋軸、第一限位傳感器、第二限位傳感器、光電開關、兩指、應變片、單片機、舵機供電模塊、單片機供電模塊、RS232通信模塊、限位傳感器檢測模塊、應變片檢測模塊和光電開關檢測模塊，法蘭作為該兩指夾持器與機械臂的連接部分，法蘭一端能夠連接機械臂，法蘭一端能夠連接連接件，連接件是一半封閉長方體中空框架并且里面固定電路板，連接件連接外殼部件，外殼部件用于承載舵機、大齒輪、空套齒輪、小齒輪、螺紋軸、第一限位傳感器、第二限位傳感器、光電開關、兩指以及應變片，內側手柄端面固定有限位傳感器用于限定夾持器張開的最大距離，外側手柄處固定有應變片，舵機固定在外殼部件的內側底部，舵機的舵盤與大齒輪同軸心固連并通過空套齒輪與小齒輪組成一個定軸輪系，小齒輪與螺紋軸同軸心固連，舵機轉動時，動力通過齒輪大齒輪、空套齒輪、小齒輪傳遞到螺紋軸，螺紋軸轉動帶動手指沿著螺紋軸軸向運動，從而夾緊或松開物體，其中兩指底部有一個螺紋孔一個通孔，螺紋孔用于與螺紋軸配合，另一個螺紋軸可以從通孔穿過，從而舵機不同的轉向控制兩指不同的運動方向，兩指內側凹槽內固定有光電開關，光電開關與光電開關檢測模塊連接，光電開關檢測模塊與單片機連接，光電開關通過檢測兩指與被抓物體的距離是否達到預設的距離，如果達到設定的距離光電開關檢測模塊產生開關量并發送到單片機，應變片與應變片檢測模塊連接，應變片檢測模塊與單片機連接并且將檢測到的數字量發送到單片機，第一限位傳感器、第二限位傳感器與限位傳感器檢測模塊連接，限位傳感器檢測模塊與單片機連接并且將檢測到的開關量發送到單片機，舵機與舵機供電模塊連接，舵機供電模塊與單片機連接，單片機發送信號控制舵機運動，RS232通信模塊與單片機連接。

進一步的，舵機和齒輪與外殼部件固定，舵機通過齒輪傳動控制螺紋軸，螺紋軸與手指通過螺紋配合，組成單個舵機控制一個手指的系統，同理另一側舵機通過齒輪傳動和螺紋傳動控制另一個手指的移動，這樣組成一個兩個舵機分別控制兩個手指的夾持系統，通過兩個舵機分別控制手指移動而不改變夾持器本體的初始位置實現夾持物體。

進一步的，連接件是一半封閉式長方體框架，電路模塊固定在框架內部，其中有光電開關檢測模塊、限位傳感器檢測模塊、應變片檢測模塊和單片機，所述的二自由度兩指夾持器可根據單片機中主程序和各檢測單元反饋的信號實現自動控制，外部只需接電源線和數據線即可實現夾持器的智能控制。

進一步的，光電開關固定在手指內側凹槽內并與電路模塊中的光電開關檢測模塊連接，光電開關檢測到手指距離被檢測物體一定距離時會觸發并發送信號到單片機，單片機根據主程序的設定執行下一步的操作。

進一步的，應變片固定在手指外側手柄處并與電路模塊中的應變片檢測模塊連接，應變片檢測到相應變形時會觸發并發送信號到單片機，單片機根據主程序的設定執行下一步的操作。

進一步的，限位傳感器固定在手指內側手柄處和外殼部件內側表面并與電路模塊中的限位傳感器檢測模塊連接，限位傳感器檢測到碰觸時會觸發并發送信號到單片機，單片機根據主程序的設定執行下一步的操作。

本發明的原理在于：