[發(fā)明專利]一種可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手及其驅(qū)動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110390295.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN113199498B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許明;張帝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/02
• 分類號(hào): B25J15/02;B25J15/10;B25J15/12;B25J18/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 陳煒

本發(fā)明公開了一種可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手及其驅(qū)動(dòng)方法。該軟體機(jī)械手包括手爪模塊和軟體機(jī)械臂模塊；所述的軟體機(jī)械臂模塊包括第一支架、變剛度驅(qū)動(dòng)模塊、第一連桿、第二連桿和第二支架；所述的變剛度驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)外殼、第一拉索、第二拉索、第一調(diào)節(jié)筒、第二調(diào)節(jié)筒和主軸。所述第一調(diào)節(jié)筒、第二調(diào)節(jié)筒和主軸均轉(zhuǎn)動(dòng)連接在驅(qū)動(dòng)外殼上。第一調(diào)節(jié)筒、第二調(diào)節(jié)筒由兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。第一拉索的兩端分別纏繞并固定在第一調(diào)節(jié)筒和主軸上。第二拉索的兩端分別纏繞并固定在第二調(diào)節(jié)筒和主軸上。相互對(duì)應(yīng)的第一拉索與第二拉索在主軸上的繞向相反。第一拉索、第二拉索的中部均通過連接到驅(qū)動(dòng)外殼上的彈簧保持彎折狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟體機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手及其驅(qū)動(dòng)方法。

背景技術(shù)

測(cè)量誤差會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)器人的拾取性能，特別是在處理易碎或不規(guī)則的物體時(shí)。這是沒有解決自主拾取和放置物體的問題的主要原因之一。本發(fā)明為利用拉線驅(qū)動(dòng)的可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手，在對(duì)角線上的兩個(gè)可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手指，具有自適應(yīng)性，當(dāng)被抓物品沿對(duì)角線方向竄動(dòng)時(shí)，由于對(duì)角線上驅(qū)動(dòng)可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手指的兩根拉線是相連的，拉線能夠沿對(duì)角線移動(dòng)，從而具有緩沖作用。可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手的四個(gè)單手指模塊通過一根拉線驅(qū)動(dòng)，從而使四個(gè)單手指模塊在抓取形狀不規(guī)則的易碎物品時(shí)具有自適應(yīng)性，能自適應(yīng)地貼合被抓取物品表面，從而抓取得更牢固。可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手通過其中兩根可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手指繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，形成“V”型結(jié)構(gòu)，從而也更容易抓取棒狀易碎物品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手及其驅(qū)動(dòng)方法。

本發(fā)明一種可調(diào)剛度的軟體機(jī)械手包括手爪模塊和軟體機(jī)械臂模塊；所述的軟體機(jī)械臂模塊包括第一支架、變剛度驅(qū)動(dòng)模塊、第一連桿、第二連桿和第二支架；三個(gè)變剛度驅(qū)動(dòng)模塊分別固定在第一支架的三個(gè)不同位置；三根第一連桿的一端與三個(gè)變剛度驅(qū)動(dòng)模塊的主軸分別固連。三根第一連桿的另一端與三根第二連桿的一端分別鉸接。三根第二連桿的另一端與第一支架的三個(gè)不同位置分別鉸接。手爪模塊安裝在第二支架上。

所述的變剛度驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)外殼、第一拉索、第二拉索、第一調(diào)節(jié)筒、第二調(diào)節(jié)筒和主軸。所述第一調(diào)節(jié)筒、第二調(diào)節(jié)筒和主軸均轉(zhuǎn)動(dòng)連接在驅(qū)動(dòng)外殼上。第一調(diào)節(jié)筒、第二調(diào)節(jié)筒由兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。第一拉索的兩端分別纏繞并固定在第一調(diào)節(jié)筒和主軸上。第二拉索的兩端分別纏繞并固定在第二調(diào)節(jié)筒和主軸上。相互對(duì)應(yīng)的第一拉索與第二拉索在主軸上的繞向相反。第一拉索、第二拉索的中部均通過連接到驅(qū)動(dòng)外殼上的彈簧保持彎折狀態(tài)。

作為優(yōu)選，所述第一拉索和第二拉索的數(shù)量均為兩根。兩根第一拉索分別位于第一調(diào)節(jié)筒、主軸之間部分的兩側(cè)。兩根第二拉索分別位于第二調(diào)節(jié)筒、主軸之間部分的兩側(cè)。

作為優(yōu)選，所述的彈簧為拉伸彈簧。第一拉索的中部通過拉伸彈簧與固定在驅(qū)動(dòng)外殼上的固定銷相連；第二拉索的兩端分別固定在第二調(diào)節(jié)筒和主軸上。第二拉索的中部通過拉伸彈簧與固定在驅(qū)動(dòng)外殼右上角的固定銷相連。所述拉伸彈簧連接第一拉索或第二拉索的端部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有滑輪，拉索抵住滑輪的圓周面。

作為優(yōu)選，各拉伸彈簧上均套置有彈簧護(hù)套。所述彈簧護(hù)套的一端與固定銷鉸接，彈簧護(hù)套的中部有通孔，拉伸彈簧從通孔中穿過，彈簧護(hù)套的下部開設(shè)U型槽，拉索從U型槽內(nèi)通過。

作為優(yōu)選，所述的手爪模塊包括第二伺服電機(jī)、手爪基座和單手指模塊；手爪基座安裝在第二支架上。沿著手爪基座周向依次排列的多根單手指模塊的內(nèi)端均安裝在手爪基座的外側(cè)邊緣處。所述的手爪基座上支承有輥軸。輥軸由第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)；輥軸與單手指模塊的外端通過拉線連接，使用拉線帶動(dòng)單手指模塊進(jìn)行彎曲運(yùn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述的單手指模塊有偶數(shù)個(gè)，且兩兩一組正對(duì)設(shè)置。同一組的兩個(gè)單手指模塊由同一根拉線驅(qū)動(dòng)。拉線的內(nèi)端固定在輥軸上，外端分為兩股分別連接到同一組的兩個(gè)單手指模塊的外端。