[發明專利]一種分離式捕獲-鎖緊機構及采用其抓捕鎖緊目標的方法

在審

• 申請號: 201811072828.2
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109454626A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 韓鋒;丁漢;嚴思杰;張小儉;趙歡
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;華中科技大學無錫研究院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10;B25J15/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發明屬于機器人領域，并公開了一種分離式捕獲?鎖緊機構，包括捕獲機構和鎖緊機構，所述捕獲機構包括開槽桿件手指、攔阻鉤、銷軸和連接臺，所述開槽桿件手指包括第一桿件、第二桿件和第三桿件；所述鎖緊機構包括攔阻桿和兩個被動鎖緊單元，每個所述被動鎖緊單元均包括鎖緊桿、連桿、鉸軸、第一拉伸彈簧和第二拉伸彈簧。本發明的捕獲機構的開槽桿件手指在完成捕獲操作后收縮平移的過程中能與靜止的零自由度的鎖緊機構連接，具有機構分離、單自由度、鉤?桿連接、速度放大、鎖緊力放大和能量節省等優點，可應用于末端執行器則能實現利用一個單自由度完成捕獲和鎖緊兩種功能，能有效區分空間自定位機械臂的肩部鎖緊與腕部捕獲。

技術領域

本發明屬于機器人領域，更具體地，涉及一種分離式捕獲-鎖緊機構及采用其抓捕鎖緊目標的方法。

背景技術

末端執行器用于機器人于目標之間的連接，現有機器人末端執行器的抓捕由捕獲機構(通常是開槽桿件手指)完成，目標的剛性化連接由捕獲機構或者鎖緊機構實施。鎖緊機構是一條完整的傳動鏈。

移動機器人的連接機構、空間航天器的交匯對接機構、在軌裝配的停泊機構與設備更換單元等也存在同樣的情況。捕獲與鎖緊由抓捕機構實施能使設備更加簡單緊湊。鎖緊機構能提高嚙合面的預緊載荷，增強設備的抗外部干擾能力。然而，獨立的捕獲機構提高嚙合面預緊載荷的能力有限，完整傳動鏈的鎖緊機構增加了系統的復雜性。

另外，現有的一些攔阻捕獲機構采用了柔性的分離式結構，這種分離式結構的兩部分在接觸在一起實現對目標的捕獲時，無法在剛接觸時就建立剛性連接，使得對目標的捕獲會有延遲，捕獲不能即時進行，使得捕獲不夠穩定。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種分離式捕獲-鎖緊機構及采用其抓捕鎖緊目標的方法，捕獲-鎖緊機構能提高嚙合面預緊載荷的能力，使得捕獲比較穩定可靠。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種分離式捕獲-鎖緊機構，其特征在于，包括捕獲機構和鎖緊機構，其中，

所述捕獲機構包括開槽桿件手指、攔阻鉤、銷軸和連接臺，所述開槽桿件手指包括一體成形的三段桿件，這三段桿件分別為第一桿件、第二桿件和第三桿件，所述第二桿件的一端連接第一桿件而另一端連接第三桿件，并且所述第二桿件與所述第一桿件所成的角為鈍角，所述第二桿件和第三桿件垂直，所述攔阻鉤設置在所述第二桿件的側面，并且所述第一桿件、第三桿件和攔阻鉤設置在所述第二桿件的同一側；所述開槽桿件手指上設置有軌跡通槽，所述軌跡通槽包括抓捕槽段和拖動平移槽段，所述抓捕槽段平行于第一桿件，所述拖動平移槽段平行于所述第二桿件，所述銷軸穿過所述軌跡通槽，所述連接臺設置在所述第一桿件遠離第二桿件的一端；

所述鎖緊機構包括攔阻桿和兩個被動鎖緊單元，其中，每個所述被動鎖緊單元均包括鎖緊桿、連桿、鉸軸、第一拉伸彈簧和第二拉伸彈簧，所述連桿的一端通過鉸軸鉸接在所述鎖緊桿上，所述鉸軸上套接有用于使所述連桿復位的扭轉彈簧，所述連桿的另一端連接所述攔阻桿，即所述攔阻桿將兩個所述被動鎖緊單元的連桿連接在一起，所述第一拉伸彈簧的一端連接在連桿上而另一端連接在鎖緊桿上，以用于使所述連桿復位，所述第二拉伸彈簧的一端連接在鎖緊桿靠近連桿的一端而另一端用于連接末端執行器的蓋板，此外，所述鉸軸、攔阻桿和銷軸相互平行；

所述銷軸的兩端分別連接一所述鎖緊桿，從而使所述開槽桿件手指位于兩個所述鎖緊桿之間并且使所述鎖緊桿可轉動連接在所述開槽桿件手指上。

優選地，所述鎖緊桿遠離所述連桿的一端設置有鎖緊輪。

優選地，所述第一桿件和第二桿件通過圓角平滑過渡。

優選地，所述抓捕槽段和拖動平移槽段通過圓角平滑過渡。

優選地，所述第一拉伸彈簧的一端通過連桿連接凸臺連接在所述連桿上，并且所述連桿連接凸臺上設置有連接孔，所述第一拉伸彈簧的一端勾在所述連接孔處。