[發明專利]一種多自由度的包絡式新型機械爪

在審

• 申請號: 202010913884.5
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112025751A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 陳延禮;傅武杰;陳善軍;鄧國強;叢凌翔
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 尹慶娟

一種多自由度的包絡式新型機械爪屬于機械手結構設計技術領域，目的在于解決現有技術存在的包絡不完全、結構過于復雜導致聯動性差以及機械爪的抓取精度與可靠性型差的問題。本發明包括：大臂單元；一端和大臂單元的一端轉動鉸接的小臂單元；和小臂單元的另一端連接的底座單元，底座單元至少包括相對轉動的下底座和上底座，下底座和上底座均為n邊形結構；以及包絡單元，包絡單元包括n個結構相同的包絡爪，每個包絡爪包括包絡本體以及傳動單元，包絡本體一端和上底座的一個邊連接，傳動單元的一端和下底座的一個邊連接，底座單元通過n個傳動單元帶動n個包絡本體扭曲張開或閉合，n個包絡爪的包絡本體完全包絡狀態時，拼接形成球狀包絡體。

技術領域

本發明屬于機械手結構設計技術領域，具體涉及一種多自由度的包絡式新型機械爪。

背景技術

隨著科技的發展，現代生產勞動中機械手的作用越來越大，它們有著不怕危險、抓取力量比人手力大、易實現自動控制和抓取精準等優點，因此被廣泛用于替代人來進行陸地實物(工件、包裹、商品)的抓取、及海洋經濟作物(海參、海膽、扇貝)的捕撈等。

然而，絕大多數現存機械爪由于爪形設計和各機械指無法聯動控制等原因，存在著抓取面積小、包絡不完全、抓取不精確、夾取不穩固、傳動不穩定等缺陷。如公開號CN104858883B和CN104858884B中所述的包絡式機械爪，雖然均具有一定的包絡夾取能力，但包絡不完全，且結構過于復雜導致聯動性差，從而限制了機械爪的抓取精度與可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提出一種多自由度的包絡式新型機械爪，解決現有技術存在的包絡不完全、結構過于復雜導致聯動性差以及機械爪的抓取精度與可靠性型差的問題。

為實現上述目的，本發明的一種多自由度的包絡式新型機械爪包括：

大臂單元；

一端和所述大臂單元的一端轉動鉸接的小臂單元；

和所述小臂單元的另一端連接的底座單元，所述底座單元至少包括相對轉動的下底座和上底座，所述下底座和所述上底座均為n邊形結構；

以及包絡單元，所述包絡單元包括n個結構相同的包絡爪，每個所述包絡爪包括包絡本體以及傳動單元，所述包絡本體一端和所述上底座的一個邊連接，所述傳動單元的一端和所述下底座的一個邊連接，包絡本體和上底座連接的邊與傳動單元和下底座連接的邊相對，底座單元通過n個傳動單元帶動n個包絡本體扭曲張開或閉合，n個包絡爪的包絡本體完全包絡狀態時，拼接形成球狀包絡體。

所述底座單元還包括連接在所述上底座和下底座之間的支撐軸以及固定在所述下底座上的電機，所述電機的輸出軸和所述上底座連接。

所述包絡本體包括：n個順次轉動連接的五邊形爪掌以及和一端的一個五邊形爪掌可拆卸連接的三角爪頭；n個順次轉動連接的五邊形爪掌的另一端通過一個連接桿和上底座轉動連接。

所述傳動單元包括：n個通過球鉸順次連接的傳動桿，n個傳動桿分別通過連接軸和n個五邊形爪掌的外表面中部連接。

所述n的取值為：n≥5。

所述n的取值為5。

所述包絡本體包括：

第二五邊形爪掌，所述第二五邊形爪掌的一個邊通過一個連接桿和所述上底座的一個邊轉動連接；

第一五邊形爪掌，所述第一五邊形爪掌的一個邊通過一個連接桿和所述第二五邊形爪掌的一個邊轉動配合，所述第二五邊形爪掌和所述第一五邊形爪掌連接的邊以及和上底座連接的邊不相鄰；

以及三角爪頭，所述三角爪頭的一個邊通過一個連接桿和所述第一五邊形爪掌的一個邊可拆卸連接，角度為138°，所述第一五邊形爪掌和所述第二五邊形爪掌連接的邊以及和三角爪頭連接的邊不相鄰。