[發明專利]一種可調剛度的軟體機械手及其驅動方法

有效

• 申請號: 202110390295.8
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113199498B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 許明;張帝
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B25J15/02
• 分類號: B25J15/02;B25J15/10;B25J15/12;B25J18/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 陳煒

1.一種可調剛度的軟體機械手，包括手爪模塊（1）和軟體機械臂模塊（2）；其特征在于：所述的軟體機械臂模塊（2）包括第一支架（2-1）、變剛度驅動模塊（5）、第一連桿（2-3）、第二連桿（2-4）和第二支架（2-5）；三個變剛度驅動模塊（5）分別固定在第一支架（2-1）的三個不同位置；三根第一連桿（2-3）的一端與三個變剛度驅動模塊（5）的主軸分別固連；三根第一連桿（2-3）的另一端與三根第二連桿（2-4）的一端分別鉸接；三根第二連桿（2-4）的另一端與第一支架（2-1）的三個不同位置分別鉸接；手爪模塊（1）安裝在第二支架（2-5）上；

所述的變剛度驅動模塊（5）包括驅動外殼（5-1）、第一拉索（5-2）、第二拉索（5-3）、第一調節筒（5-4）、第二調節筒（5-5）和主軸（5-6）；所述第一調節筒（5-4）、第二調節筒（5-5）和主軸（5-6）均轉動連接在驅動外殼（5-1）上；第一調節筒（5-4）、第二調節筒（5-5）由兩個電機分別驅動旋轉；第一拉索（5-2）的兩端分別纏繞并固定在第一調節筒（5-4）和主軸（5-6）上；第二拉索（5-3）的兩端分別纏繞并固定在第二調節筒（5-5）和主軸（5-6）上；相互對應的第一拉索（5-2）與第二拉索（5-3）在主軸（5-6）上的繞向相反；第一拉索（5-2）、第二拉索（5-3）的中部均通過連接到驅動外殼（5-1）上的彈簧保持彎折狀態。

2.根據權利要求1所述的一種可調剛度的軟體機械手，其特征在于：所述第一拉索（5-2）和第二拉索（5-3）的數量均為兩根；兩根第一拉索（5-2）分別位于第一調節筒（5-4）、主軸（5-6）之間部分的兩側；兩根第二拉索（5-3）分別位于第二調節筒（5-5）、主軸（5-6）之間部分的兩側。

3.根據權利要求1所述的一種可調剛度的軟體機械手，其特征在于：所述的彈簧為拉伸彈簧（5-7）；第一拉索（5-2）的中部通過拉伸彈簧（5-7）與固定在驅動外殼（5-1）上的固定銷（5-9）相連；第二拉索（5-3）的兩端分別固定在第二調節筒（5-5）和主軸（5-6）上；第二拉索（5-3）的中部通過拉伸彈簧（5-7）與固定在驅動外殼（5-1）右上角的固定銷（5-9）相連；所述拉伸彈簧（5-7）連接第一拉索（5-2）或第二拉索（5-3）的端部轉動連接有滑輪（5-8），拉索抵住滑輪（5-8）的圓周面。

4.根據權利要求1所述的一種可調剛度的軟體機械手，其特征在于：所述的手爪模塊（1）包括第二伺服電機（1-2）、手爪基座（1-4）和單手指模塊（3）；手爪基座（1-4）安裝在第二支架（2-5）上；沿著手爪基座（1-4）周向依次排列的多根單手指模塊（3）的內端均安裝在手爪基座（1-4）的外側邊緣處；所述的手爪基座（1-4）上支承有輥軸（1-3）；輥軸（1-3）由第二伺服電機（1-2）驅動；輥軸（1-3）與單手指模塊（3）的外端通過拉線（3-8）連接，使用拉線（3-8）帶動單手指模塊（3）進行彎曲運動。

5.根據權利要求4所述的一種可調剛度的軟體機械手，其特征在于：所述的單手指模塊（3）有偶數個，且兩兩一組正對設置；同一組的兩個單手指模塊（3）由同一根拉線（3-8）驅動；拉線（3-8）的內端固定在輥軸（1-3）上，外端分為兩股分別連接到同一組的兩個單手指模塊（3）的外端。

6.根據權利要求4所述的一種可調剛度的軟體機械手，其特征在于：單手指模塊（3）的數量為四個；各單手指模塊（3）由同一根拉線（3-8）驅動彎曲；拉線（3-8）的一端固定輥軸（1-3）上，另一端經過手爪基座（1-4）的中心位置，并依次繞過第一、三、二四個單手指模塊后，再次經過手爪基座（1-4）的中心位置后固定到輥軸（1-3）上；第一、三個單手指模塊不相鄰。