[實用新型]一種柔性三指構型機械手

有效

• 申請號: 201720756502.6
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN206855476U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 李淼;閆琳;占俊;房小立;武帥;明棚;楊國培;付中濤;周新釗
• 申請（專利權）人: 武漢庫柏特科技有限公司
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10;B25J15/12
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,陳振玉

技術領域

本發明涉及機器人抓取裝置的技術領域，尤其涉及一種柔性三指構型機械手。

背景技術

隨著“中國制造2025”國家戰略的逐步推進，工業機器人廣泛應用于 3C(計算機、通訊、消費電子)、物流行業的抓取與裝配等自動化作業中。機械手作為工業機器人進行抓取、裝配作業的執行工具，其抓握能力、操作穩定性等對作業過程的效率和可靠性具有重要的影響。目前使用的機械手主要有兩種：一種是單一自由度的機械夾爪，動作簡單、可靠性高，但是柔性和擴展性差；另一種是類人手的靈巧機械手，具有很強的抓握能力和操作穩定性，但其結構和控制算法復雜，價格較為昂貴，從而限制了其廣泛應用。

為了實現抓取物件的功能，現有的機械手爪通常針對特定尺寸和特定形狀的被抓物，設計為二指(二爪)平面機構且采用直線驅動。但是這種機械手爪存在不足：(1)不能適應大范圍尺寸的被抓物，比如尺寸5mm～200mm；(2) 不能適應形狀多樣的被抓物，比如圓柱形、棱柱形、球形、不規則形狀。而為了實現更復雜的動作，往往把機械手爪設計得結構復雜、體積龐大，使用數量繁多的驅動軸。在機器人的工作環境，特別是服務機器人的工作環境，并不是象生產流水線上那樣只需要處理固定的對象，而是需要抓取各種大小、形狀的物件，而且希望手爪本身小巧、驅動簡單，現有的機械手爪往往無法滿足要求。

基于此，本發明設計了一種柔性三指構型機械手，能夠實現對不同形狀、尺寸物體的抓握，具有價格低廉、抓取過程穩定性高的優點。

發明內容

本發明為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種柔性三指構型機械手，可以實現不同形狀、尺寸物體的抓握，具有價格低廉，抓握穩定性高等優點。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種柔性三指構型機械手，包括三根手指、手掌外殼和用于安裝三根所述手指的手指基座，其特征在于：所述手指基座可拆卸的設置在所述手掌外殼的頂部，所述手掌外殼內設置有三個驅動裝置；

所述手指包括近指節、柔性指節和遠指節，所述近指節、柔性指節和遠指節依次活動連接，所述近指節通過銷軸活動連接在所述手指基座上；

所述驅動裝置包括舵機、滑輪和拉線，所述拉線的一端固定設置在所述滑輪上，所述舵機控制所述滑輪正轉或者反轉；所述拉線的另一端穿出所述手掌外殼依次活動連接所述近指節和遠指節；

所述手指分別通過一一對應的驅動裝置實現手指的握緊和張開，所述手掌外殼上設置有通訊接口，所述通訊接口的外端通過線路連接外置的控制裝置，所述通訊接口的內端通過線路連接所述舵機，所述手掌外殼上設置有電源接口，所述電源接口的外端通過線路連接外置電源，所述電源接口的內端通過線路連接所述舵機。通過驅動裝置的結構設計，可完成不同形狀的抓取任務，不需要針對固定形狀的待抓物設置專用在抓取工具，該機械手的結構設計適用范圍更廣。且該機械手的三個手指可以為抓取操作提供更多的夾持作用點和更大的夾持力，能夠保證抓取的穩定性；三個旋轉手指可在抓取復雜外形物體時保證其與被抓取物體的表面能夠充分接觸，提高其抓取能力與應用范圍。能實現比較靈活的抓握動作，完成復雜任務的抓取作業。

進一步：其中一個所述手指固定連接在所述手指基座上，另外兩個所述手指可旋轉的活動連接在所述手指基座上。通過設計一個固定手指及兩個活動手指，一方面增加的對抓取物的抓取穩定效果，另一方面，增大了抓取接觸面，可減少抓取力度，抓取效果更佳。

進一步：另外兩個所述手指通過轉向裝置活動設置在所述手指基座上。通過設計轉向裝置實現手指的活動轉向，便于抓取不同形狀的物件。

進一步：所述轉向裝置包括一個轉向舵機和三個齒輪，所述三個齒輪為一個主動輪和兩個從動輪，兩個從動輪分別與主動輪嚙合，所述轉向舵機設置在所述手掌外殼內，所述兩個活動手指的底端固定設置在所述兩個從動輪的中心軸上，所述轉向舵機控制所述主動輪旋轉，所述轉向舵機通過線路連接所述通訊接口的內端。轉向舵機控制主動輪正轉或者反轉帶動兩個從動輪的旋轉，從而實現兩個手指的同步旋轉，初始狀態，三個手指的底端互相平行設置，其中兩個活動手指與固定手指組成等腰三角形，固定手指位于頂點，此狀態機械手指可用于抓取圓柱體型或者四方體物件，且轉向舵機可控制兩個從動輪旋轉，從而實現兩個活動手指在0°～90°的角度范圍內旋轉，此時，機械手指可抓取球體或者其他不規則形狀的物件。