[發(fā)明專利]一種柔性機(jī)械手爪及其工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011575285.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN112720551A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李苗苗;許展;劉棟棟;楊濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/02
• 分類號(hào): B25J15/02;B25J15/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

1.一種柔性機(jī)械手爪，其特征在于：包括主框架、橫移模塊、縱移模塊、鎖止模塊、扭簧模塊、手指模塊、傳感器模塊；

所述主框架與機(jī)械臂連接，所述橫移模塊安裝在所述主框架上，所述橫移模塊采用齒輪、齒條、滑塊配合的結(jié)構(gòu)，使連接于滑塊上的縱移模塊能夠水平移動(dòng)；

所述縱移模塊包括主動(dòng)輪、從動(dòng)輪以及絲桿配合的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手指模塊的縱向移動(dòng)，所述縱移模塊、橫移模塊實(shí)現(xiàn)了鰭形手指模塊的二維移動(dòng)；

所述手指模塊通過滑塊裝置連接于所述縱移模塊從動(dòng)輪上，與所述縱移模塊通過柔性套索（20）實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)；

所述鎖止模塊與所述扭簧模塊相連，所述扭簧模塊連接在鰭形手指模塊上，用于固定手指模塊的方向；

所述傳感器模塊包括雙目視覺傳感器（5），雙目視覺傳感器嵌于主框架前側(cè)，用于識(shí)別目標(biāo)的位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性機(jī)械手爪，其特征在于：

所述鰭形手指模塊為鰭形手指模塊，包括若干個(gè)硅膠結(jié)構(gòu)（33）、若干個(gè)剛性夾板（34），手指固定塊（35）、手指滑塊（36）、手指導(dǎo)軌（38），其中，所述手指滑塊（36）嵌于雙向扭簧（31）內(nèi)，所述手指滑塊（36）與縱移模塊通過柔性套索（20）連接；所述手指固定塊（35）與所述手指滑塊（36）相連；

所述外側(cè)硅膠結(jié)構(gòu)（33）內(nèi)部空心部分與剛性夾板（34）嵌套連接，形成一個(gè)鰭形手指，所述鰭形手指模塊包含至少4個(gè)鰭形手指，每個(gè)鰭形手指固定于所述手指固定塊（35）上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性機(jī)械手爪，其特征在于：

所述橫移模塊包括橫移步進(jìn)電機(jī)（6）、橫移電機(jī)輸出軸（7）、齒輪（8）、上下成對(duì)設(shè)置的齒條（9）、齒條連接的滑塊（10）、殼體導(dǎo)軌（11）、滑塊滑動(dòng)的滑塊導(dǎo)軌（12），橫移步進(jìn)電機(jī)（6）內(nèi)嵌于主框架上；其中，

所述橫移電機(jī)輸出軸（7）的端部通過方孔與齒輪（8）連接，齒輪（8）通過嚙合關(guān)系與上下兩個(gè)齒條（9）連接，每一根齒條（9）通過螺栓與滑塊導(dǎo)軌（12）一端連接；

所述滑塊（10）通過齒條（9）在滑塊導(dǎo)軌（12）內(nèi)滑動(dòng)，滑塊導(dǎo)軌（12）另一端通過螺栓與滑塊（10）連接，上下兩個(gè)滑塊導(dǎo)軌（12）通過燕尾槽形狀結(jié)構(gòu)與上下兩個(gè)殼體導(dǎo)軌（11）連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柔性機(jī)械手爪，其特征在于：

所述縱移模塊包括縱移步進(jìn)電機(jī)（17）、縱移電機(jī)輸出軸（19）、主動(dòng)輪（18）、套索（20）、從動(dòng)輪（15）、主動(dòng)錐齒輪（14）、左右成對(duì)設(shè)置的主動(dòng)錐齒輪軸（16）、從動(dòng)錐齒輪絲桿（13），所述縱移步進(jìn)電機(jī)（17）嵌于主框架上；其中，

所述縱移電機(jī)輸出軸（19）通過圓孔與主動(dòng)輪（18）連接，主動(dòng)輪（18）與套索（20）一端連接，套索（20）另一端與嵌于所述滑塊（10）內(nèi)部的從動(dòng)輪（15）連接，所述從動(dòng)輪（15）通過方孔與主動(dòng)錐齒輪軸（16）連接；所述主動(dòng)錐齒輪軸（16）連接主動(dòng)錐齒輪（14），主動(dòng)錐齒輪（14）通過齒輪嚙合與上下兩根從動(dòng)錐齒輪絲桿（13）連接，從動(dòng)錐齒輪絲桿（13）通過絲桿的螺紋與鰭型手指模塊的手指導(dǎo)軌（38）連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柔性機(jī)械手爪，其特征在于：

所述鎖止模塊包括鎖止步進(jìn)電機(jī)（21）、虎克鉸（22）、花鍵軸（24）、花鍵軸套（23），鎖緊螺栓（25）、鎖緊軸套（26），鎖止步進(jìn)電機(jī)（21）嵌于主框架上；其中，

所述鎖止步進(jìn)電機(jī)（21）雙輸出軸兩側(cè)各連接上側(cè)虎克鉸一端，上側(cè)虎克鉸另一端連接花鍵軸（24）和花鍵軸套（23），花鍵軸套（23）與花鍵軸（24）配合并與下側(cè)虎克鉸一端連接，下側(cè)虎克鉸另一端通過過盈配合與鎖緊螺栓（25）連接，鎖緊螺栓通過螺紋與鎖緊軸套（26）連接，鎖緊軸套（26）與扭簧連接模塊連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柔性機(jī)械手爪，其特征在于：

所述扭簧模塊包括雙向扭簧（31）、渦卷扭簧（32），所述雙向扭簧（31）內(nèi)圈與手指滑塊（36）嵌套，外圈與手指固定塊（35）嵌套，渦卷扭簧（32）外圈嵌于滑塊（10）中，內(nèi)圈中間孔與主動(dòng)錐齒輪軸（16）過盈配合，內(nèi)圈通過螺栓與手指導(dǎo)軌（38）連接。