[發明專利]一種帶自動指節限位機構的模塊化機械手

在審

• 申請號: 202011175916.2
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112248025A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王立杰;張國慶;李明杰;莊圓;祝前鋒
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10;B25J15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種帶自動指節限位機構的模塊化機械手，屬于自動化機械設備技術領域。所述機械手包括第一旋轉手指、第二旋轉手指、4根固定手指、自動指節限位機構、手指轉動機構、手指抓取機構，機械手手指均可裝卸，同時第一旋轉手指、第二旋轉手指可同步相向轉動60°，能根據抓取物體調整手指的數量和分布狀態，實現包絡抓取重量不同的球形物體和包絡抓取圓柱形物體，當自動指節限位機構起限位作用時，還可實現捏取重量不同的球形物體和捏取圓柱形物體，該機械手能自動調節指節的限位角度，控制包絡抓取和捏取不同尺寸的物體，采用滾珠絲杠推動手爪張開閉合，實現抓取及捏取物體力度的精確控制，采用欠驅動抓取物體，柔順性好，不易損壞物體。

技術領域

本發明涉及自動化機械設備技術領域，具體涉及一種帶自動指節限位機構的模塊化機械手。

背景技術

機械手是一種能實現抓取物體、搬運物體的自動化機械裝置。目前機械手存在以下問題：(1)機械手指節部位通常是最易損壞的地方，整體式結構的機械手維修更換零件操作復雜，且耗時長；(2)機械手手指數量和位置固定，無法根據需要調整手指數量及位置；(3)只能用特定的姿態抓取特定形狀和尺寸的物體，無法捏取較小的物體，通用性差；(4)剛性抓取，欠缺柔性，抓取力度難以把握，易損壞被抓取物體；(5)體積大，結構較復雜，空間利用率不高，制造成本昂貴。

該模塊化機械手的手指采用了模塊化設計思路，維修時更換手指方便，即插即用，手指的數量也可根據需要選用；每個手指都帶有自動指節限位機構，既可以實現包絡抓取較大物體，又可以自動調整指節限位角度實現捏取不同尺寸的較小物體；其中有兩個手指可以自動轉動，調整手指間夾角以適應抓取圓柱體或球體，利用電機帶動滾珠絲杠，從而推動手爪張開和閉合，能精確控制抓取及捏取物體力度；手指采用欠驅動，能柔順抓取物體，不易損壞被抓取物體，結構較簡單，設備體積較小，可在狹窄空間使用，制造成本較低。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，公開了一種帶自動指節限位機構的模塊化機械手，本模塊化機械手采用自動指節限位機構自動調整指節限位角度，既可包絡抓取較大物體，又可捏取較小的物體；采用手指轉動機構，既可抓取球形物體，又可抓取圓柱形物體；還可根據使用需求調節手指數量，抓取輕重不同的物體，采用滾珠絲杠推動手爪張開閉合，實現抓取及捏取物體力度的精確控制。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：一種帶自動指節限位機構的模塊化機械手，其特征在于，所述機械手包括第一旋轉手指、第二旋轉手指、4根固定手指、自動指節限位機構、手指轉動機構、手指抓取機構，第一旋轉手指、第二旋轉手指和4根固定手指呈60°夾角均勻分布。

進一步，所述第一旋轉手指包括根部指節、中部指節、末端指節、自動指節限位機構、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、手指轉軸、旋轉手指上蓋板、推桿、環形滑塊、旋轉手指外殼、旋轉手指底座、固定限位塊、圓柱彈簧銷、扭簧，末端指節通過銷軸分別與中部指節和第一連桿相連，末端指節和中部指節之間安裝扭簧，扭簧套在銷軸上，中部指節通過自動指節限位機構中銷軸連接根部指節和第二連桿，根部指節和第二連桿之間安裝扭簧，扭簧套在銷軸上，根部指節上有根部指節限位塊，第一連桿通過銷軸與第二連桿相連，第二連桿通過銷軸與第三連桿相連，第三連桿通過銷軸和第四連桿相連，第四連桿通過銷軸連接根部指節和手指轉軸，推桿通過銷軸分別與第四連桿和環形滑塊連接，環形滑塊與手指轉軸間隙配合，環形滑塊與移動平臺也為間隙配合，固定限位塊與手指轉軸過盈配合，手指轉軸兩端由軸承支承安裝在旋轉手指上蓋板和旋轉手指底座之間，手指轉軸下部有方形連接塊，旋轉手指外殼通過螺釘分別與旋轉手指上蓋板和旋轉手指底座相連，旋轉手指底座上有T形導軌，圓柱彈簧銷與旋轉手指上蓋板過盈配合。

進一步，所述第二旋轉手指與第一旋轉手指結構相同，只是因手指旋轉方向不同，第二旋轉手指上蓋板與旋轉手指上蓋板的開槽方向不同，所述固定手指因其不需轉動，所以固定手指上蓋板、固定手指底座和固定手指外殼與第一旋轉手指結構不同，其余都與第一旋轉手指結構相同。