[發(fā)明專利]一種可夾持圓形物體的柔性機(jī)械手

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711293946.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108068130A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉艷;班書(shū)昊;王知鷙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/00
• 分類號(hào): B25J15/00;B25J15/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種可夾持圓形物體的柔性機(jī)械手，屬于柔性機(jī)器人的機(jī)器手領(lǐng)域。它包括裝設(shè)于安裝板上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可以同步反向運(yùn)動(dòng)的左夾持架和右?jiàn)A持架；驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)左夾持架和右?jiàn)A持架相互靠近或相互遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)；在水平面內(nèi)對(duì)稱裝設(shè)的左夾持架和右?jiàn)A持架結(jié)構(gòu)完全相同，均包括圓弧造型的剛性弧形架、圓弧造型的柔性?shī)A持弧、裝設(shè)與剛性弧形架與柔性?shī)A持弧之間的主支撐彈簧和副支撐彈簧，以及一端固定裝設(shè)于柔性?shī)A持弧上、另一端穿過(guò)裝設(shè)于剛性弧形架上的直線軸承。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)緊湊合理、可柔性變形、能夠穩(wěn)定夾持圓形物體的柔性機(jī)械手。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及柔性機(jī)器人的機(jī)器手領(lǐng)域，特指一種可夾持圓形物體的柔性機(jī)械手。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)的夾持圓形物體或橢圓物體有兩種：一種是剛性抓取，通常采用多個(gè)爪子點(diǎn)接觸式夾持，其缺點(diǎn)是夾持面積太小，夾持力過(guò)大容易破壞被夾持的物體；另一種方式是柔性抓取，即采用兩段可發(fā)生彈性變形圓弧直接壓緊圓形物體或橢圓物體，這種方式的缺點(diǎn)是圓弧的彈性變形通常導(dǎo)致橢圓形物體的抓取不穩(wěn)定。而且，即使是圓形物體，通常也會(huì)存在局部的不規(guī)則性。因此，設(shè)計(jì)能夠大面積壓緊圓形物體或橢圓物體表面機(jī)械手具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊合理、外剛內(nèi)柔、能夠發(fā)生顯著的彈性變形、穩(wěn)定夾持圓形物體的柔性機(jī)械手。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的解決方案為：一種可夾持圓形物體的柔性機(jī)械手，它包括裝設(shè)于安裝板上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可以同步反向運(yùn)動(dòng)的左夾持架和右?jiàn)A持架。

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述左夾持架和右?jiàn)A持架相互靠近或相互遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)。

在水平面內(nèi)對(duì)稱裝設(shè)的所述左夾持架和所述右?jiàn)A持架結(jié)構(gòu)完全相同，均包括圓弧造型的剛性弧形架、圓弧造型的柔性?shī)A持弧、裝設(shè)與所述剛性弧形架與所述柔性?shī)A持弧之間的主支撐彈簧和副支撐彈簧，以及一端固定裝設(shè)于所述柔性?shī)A持弧上、另一端穿過(guò)裝設(shè)于所述剛性弧形架上的直線軸承。

所述剛性弧形架的弧長(zhǎng)至少為三分之一個(gè)圓的周長(zhǎng)，其半徑至少比需要夾持的圓形物體的半徑大30mm，且所述剛性弧形架在夾持中不能發(fā)生彈性變形。

所述柔性?shī)A持弧發(fā)生顯著的彈性變形；所述主支撐彈簧的剛度至少為所述副支撐彈簧的兩倍。

進(jìn)一步的，所述主支撐彈簧與所述副支撐彈簧可選用金屬螺旋抗壓縮彈簧。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)桿可以在水平面內(nèi)相對(duì)于所述剛性弧形架自由運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述柔性?shī)A持弧為彈性記憶合金制作的薄板形圓弧。

進(jìn)一步的，所述左夾持架和所述右?jiàn)A持架中的所述剛性弧形架組成同心圓時(shí)，所述柔性?shī)A持弧的半徑至少比需要夾持的圓形物體的半徑小20mm。

進(jìn)一步的，所述左夾持架或所述右?jiàn)A持架中的所述柔性?shī)A持弧至少為兩組，對(duì)稱裝設(shè)于所述剛性弧形架的兩側(cè)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)本發(fā)明的一種可夾持圓形物體的柔性機(jī)械手設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱的不會(huì)發(fā)生彈性變形剛性弧形架，從而確保了大面積壓緊圓形物體。

(2)本發(fā)明的一種可夾持圓形物體的柔性機(jī)械手還設(shè)有柔性?shī)A持弧，能夠有效克服圓形物體的局部不規(guī)則形，通過(guò)主支撐彈簧和副支撐彈簧的壓縮變形，產(chǎn)生適應(yīng)圓形物體外表面的變形，從而增加了夾持的穩(wěn)定性。由此可知，本發(fā)明的柔性機(jī)械手結(jié)構(gòu)緊湊合理、外剛內(nèi)柔、能夠發(fā)生顯著的彈性變形、穩(wěn)定夾持圓形物體或橢圓形物體。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種可夾持圓形物體的柔性機(jī)械手的結(jié)構(gòu)原理圖。