[發明專利]一種軟軸傳動的剛柔耦合手指四指欠驅動機械手

有效

• 申請號: 202010021685.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111152254B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 章軍;王強;徐丁峰;唐正寧;錢善華;呂兵
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10;B25J15/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明涉及一種軟軸傳動的剛柔耦合手指四指欠驅動機械手，包括：手掌部分包括主機架，其下方安裝升降步進電機，其輸出軸與穿設于主機架中部滾珠絲桿連接，滾珠絲桿的頂端連接有與主機架平行設置的連接板；手指部分包括位于主機架與連接板之間、隨絲桿螺母沿滾珠絲桿上下滑動的滑動板，滑動板上沿圓周方向連接多根連桿，每根連桿的末端連接一個手指組件；旋轉傳動部分包括：指根軸，多個指根軸沿圓周一圈均勻設于主機架上，并分別穿設于手指連接座中，指根軸傳動連接，并分別通過軟軸與手指組件連接。本發明工作空間大，可控性高，適用于物流行業、柔性生產線等目標物體形狀、尺寸多樣，尤其適用于抓取可靠性、安全性有較高要求的場合。

技術領域

本發明涉及一種欠驅動機械手，尤其是一種軟軸傳動的剛柔耦合手指四指欠驅動機械手，屬于機器人、自動化應用技術領域，可用于農產品采摘、食品分揀與輸送、工業品上下料抓取、商品物流包裝等行業。

背景技術

欠驅動機械手是指驅動元件個數小于自由度數目的多指節機械手，因其對被抓取形狀能夠被動自適應，且驅動元件少，故此抓取范圍廣泛、控制簡單、出力大、負載能力好。

目前欠驅動機械手多采用連桿傳動或腱傳動方式，連桿方式負載能力強，但由于連桿自身的干涉，其有效工作空間受到限制；腱傳動多采用繩驅動方式，自由度高，靈活性強，但有效負載較小。此外，采用前述傳動方案的欠驅動機械手的欠驅動環節與兩主動環節有相關關系，即欠驅動環節的角度一直會受到兩主動環節角度的影響，不能只考慮目標物體外形影響，因此其狀態判斷、姿態解析較為復雜，因此無法根據實際狀態進行調整。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種結構合理的軟軸傳動的剛柔耦合手指四指欠驅動機械手，利用軟軸傳動的四指欠驅動機械手結構的兼容性，能夠實現軟軸傳動下的可靠抓取。

本發明所采用的技術方案如下：

一種軟軸傳動的剛柔耦合手指四指欠驅動機械手，包括：

手掌部分，所述手掌部分包括：主機架，其下方安裝有升降步進電機，其輸出軸與穿設于主機架中部滾珠絲桿的底端連接，滾珠絲桿的頂端連接有一塊與主機架的上表面平行設置的連接板；

手指部分，所述手指部分包括：位于主機架與連接板之間、隨絲桿螺母沿所述滾珠絲桿上下移動的滑動板，所述滑動板上沿圓周方向連接多根連桿，每根連桿的末端連接一個手指組件；所述手指組件包括三部分：一端通過手指連接座與主機架轉動連接的指根節、與指根節通過一組帶預緊力調節裝置的扭彈簧連接的指中節、以及與指中節另一端通過軸套及第一短軸、光軸轉動連接的指尖節；

旋轉傳動部分，所述傳動部分包括：指根軸，多個所述指根軸沿圓周一圈均勻設于主機架中，位于主機架上方的指根軸部分通過帶輪及同步帶傳動連接，位于主機架下方的指根軸部分分別穿設于所述手指連接座中，并分別通過軟軸與所述第一短軸連接。

作為上述技術方案的進一步改進：

指根節的結構為：包括兩個間隔平行設置的第一側板，第一側板兩端設有通孔，兩第一側板上端通孔分別通過耐磨銅套及第二短軸與手指連接座下部兩側對稱設置的兩立式軸座鉸接。

兩第一側板中部安裝有與連桿末端鉸接的鉸鏈支座。

指中節的結構為：包括兩個間隔平行設置、分別與兩第一側板連接的第二側板，每側的第一側板與第二側板之間通過耐磨銅套安裝有一調節軸，調節軸通過固定螺栓與第二側板固定。

帶預緊力調節裝置的扭彈簧的結構為：包括調節旋鈕，其通過內部自帶的銅質頂絲安裝在所述調節軸外側一端，調節軸內側一端穿過所述扭彈簧、彈簧撥片并用固定螺母將彈簧撥片緊固在調節軸上，扭彈簧一端通過限制螺栓夾緊在第一側板上，另一端頂住彈簧撥片。