[發明專利]一種多穩態結構夾持機械手

有效

• 申請號: 201910859085.1
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110614644B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 朱偉;時寬祥
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B25J15/02
• 分類號: B25J15/02;B25J15/08
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 朱麗莎

1.一種多穩態結構夾持機械手，其特征在于：包括機架（1），所述機架（1）上固定有伺服電機（19），所述伺服電機（19）輸出端傳動連接有沿機架（1）長度方向伸縮的伸縮傳動裝置，所述伸縮傳動裝置前端連接有至少具有兩種自平衡狀態的多穩態結構；

所述的多穩態結構設置在機架（1）上，包括U形空心環連接件（8）、沿機架（1）長度方向對稱設置的多個剛性桿和多個拉伸彈簧；所述的多個剛性桿包括第一剛性桿（2）、第二剛性桿（3）、第三剛性桿（4）和第四剛性桿（5）；所述的第一剛性桿（2）與第二剛性桿（3）沿機架（1）長度方向對稱設置，且第一剛性桿（2）與第二剛性桿（3）靠近伺服電機（19）一側端部轉動連接，所述第一剛性桿（2）與第二剛性桿（3）轉動連接處形成第一節點（①）；第一剛性桿（2）對應第一節點（①）的另一端為第二節點（②），并在第二節點（②）處與第三剛性桿（4）轉動連接，第三剛性桿（4）另一端轉動連接有第一夾持手臂（6）；第二剛性桿（3）對應遠離第一節點（①）的端部為第七節點（⑦），并在第七節點（⑦）處與第四剛性桿（5）轉動連接，第四剛性桿（5）另一端轉動連接有第二夾持手臂（7），所述的第一夾持手臂（6）與第二夾持手臂（7）對稱設置；所述的多個拉伸彈簧包括第一拉伸彈簧（9）、第二拉伸彈簧（10）、第三拉伸彈簧（11）、第四拉伸彈簧（12）、第五拉伸彈簧（13）、第六拉伸彈簧（14）、第七拉伸彈簧（15）、第八拉伸彈簧（16）、第九拉伸彈簧（17）和第十拉伸彈簧（18）；所述機架（1）靠近伺服電機（19）的一端具有第六節點（⑥）、另一端具有第五節點（⑤），所述第一拉伸彈簧（9）連接在第六節點（⑥）與第一節點（①）之間，第二拉伸彈簧（10）連接在第一節點（①）與第五節點（⑤）之間；第三拉伸彈簧（11）連接在第六節點（⑥）與第二節點（②）之間，第四拉伸彈簧（12）連接在第六節點（⑥）與第七節點（⑦）之間；第五拉伸彈簧（13）連接在第二節點（②）與第五節點（⑤）之間，第六拉伸彈簧（14）連接在第七節點（⑦）與第五節點（⑤）之間；第七拉伸彈簧（15）連接在第二節點（②）與第一夾持手臂（6）的非夾持端之間，第八拉伸彈簧（16）連接在第七節點（⑦）與第二夾持手臂（7）的非夾持端之間；第九拉伸彈簧（17）一端與第五節點（⑤）連接、另一端與第一夾持手臂（6）連接，第十拉伸彈簧（18）一端與第五節點（⑤）連接、另一端與第二夾持手臂（7）連接；所述的第三拉伸彈簧（11）與第四拉伸彈簧（12）相對于機架（1）長度方向對稱設置，第五拉伸彈簧（13）與第六拉伸彈簧（14）相對于機架（1）長度方向對稱設置，第七拉伸彈簧（15）與第八拉伸彈簧（16）相對于機架（1）長度方向對稱設置，第九拉伸彈簧（17）與第十拉伸彈簧（18）相對于機架（1）長度方向對稱設置；

所述的第一節點（①）位于U形空心環連接件（8）內，U形空心環連接件（8）與伸縮傳動裝置連接；

在機械手閉合時，第一夾持手臂（6）與第五拉伸彈簧（13）平行，第二夾持手臂（7）與第六拉伸彈簧（14）平行；

第七拉伸彈簧（15）和第九拉伸彈簧（17）的剛度小于第一至第六拉伸彈簧的剛度；

各個拉伸彈簧始終保持漲緊狀態。

2.如權利要求1所述的一種多穩態結構夾持機械手，其特征在于：所述的伸縮傳動裝置為螺紋桿（20），所述螺紋桿（20）一端與伺服電機（19）輸出端傳動連接，另一端與U形空心環連接件（8）的空心環限位連接。

3.如權利要求2所述的一種多穩態結構夾持機械手，其特征在于：所述的第一剛性桿（2）與第二剛性桿（3）在第一節點（①）處通過轉動副（21）轉動連接，所述轉動副（21）位于U形空心環連接件（8）的空心環內。

4.如權利要求3所述的一種多穩態結構夾持機械手，其特征在于：所述的第一拉伸彈簧（9）與第二拉伸彈簧（10）結構相同，相對于轉動副（21）對稱設置。

5.如權利要求1所述的一種多穩態結構夾持機械手，其特征在于：所述的第三剛性桿（4）與第一夾持手臂（6）通過銷釘（22）轉動連接，所述的第四剛性桿（5）與第二夾持手臂（7）也通過銷釘（22）轉動連接。