[發明專利]兩自由度增力式機械手

在審

• 申請號: 202110407154.2
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113084850A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王棟;崔建偉;姜匯策;崔林威
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

本發明提出了兩自由度增力式機械手，包括外殼、電機支架、基座、伺服電機、雙向絲桿、圓形軸承、立式座軸承、側板、彈簧、連接桿、磁編碼器等。所述伺服電機分為左右伺服電機，所述側板包含左右側板，所述彈簧共有兩個，分別固定在左右側板的圓形軸承的上下兩處。本發明一是增加了彈簧裝置，在抓取過程中能夠可靠的對目標物進行固定和夾緊；二是本發明的機械手不僅可以張開和閉合，還可以旋轉，增加了機械手的自由度，更有利于機械手實現夾取操作。此外，本發明的夾取裝置還具有結構簡單、體積小、不易變形、實用性強的優點。

技術領域

本發明涉及屬于機器人技術領域，特別是涉及兩自由度增力式機械手。

背景技術

隨著科學技術的不斷進步，機器人技術的發展也越來越快，越來越多的地方開始采用機器人代替人類完成工作。在平常生產生活中，機器人對于板類的材料抓取不怎么方便，但是此類物體的抓取在現實生活中是有很多的，比如在檔案庫中對檔案盒的抓取，在圖書館里對圖書的抓取或是在玻璃廠中對玻璃的抓取等。對于這種板類物體，現有的機械手大多是設計成帶有吸附功能的靈巧手，通過建立真空環境實現板類材料的抓取。但此類機械手所產生的的氣壓不是很高，故抓舉能力一般，無法抓取重量大的物體，而且一旦板類物體表面不是很平整就很容易出現漏氣現象，導致抓取失敗，出現脫落現象。

因此，需要對傳統的抓取板類材料的機械手進行改進，使其能夠可靠的抓取重量大的物體，在運動的過程中不會脫落。通常情況下，會選擇提高機械手上電機的額定功率，增大力矩，但這種情況下會需要更大的輸入電壓或電流。同時更大的負載可能會需要更大的電機，導致機械手的體積和重量增加，造成額外的負擔。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供兩自由度增力式機械手及控制方法，實現板類物體的可靠抓取。

本發明提供兩自由度增力式機械手，包含左側板、右側板、外殼、左伺服電機、右伺服電機、基座、立式座軸承、雙向絲桿、連接桿、聯軸器和彈簧，所述立式座軸承固定在基座上，所述左伺服電機和右伺服電機通過電機支架和外殼固定，所述電機支架固定在外殼上，所述外殼固定在機器人上，所述左伺服電機通過聯軸器與立式座軸承固定，帶動立式座軸承旋轉實現機械手旋轉；所述右伺服電機通過聯軸器與法蘭固定，所述法蘭套裝在圓形軸承上和正反螺母以及雙向絲桿相連，控制機械手張開和閉合，所述左側板和右側板通過圓形軸承安裝在雙向絲桿上，并通過連接桿固定在基座上，所述雙向絲桿上安裝正反螺母實現相應側板張開和閉合，所述彈簧共有兩個，分別固定在左側板和右側板的圓形軸承的上下兩處，跟隨左側板和右側板拉伸或壓縮。

作為本發明進一步改進，所述左伺服電機包含控制機械手旋轉的磁編碼器，所述右伺服電機包含控制機械手張開和閉合的磁編碼器，本申請伺服電機可以提供磁編碼器進行相應的控制。

相比于現有分析方法，本發明的特點及其有益效果是：

一是本發明的機械手在對物體的抓取過程中，增加了彈簧裝置，以此增大抓取力度，能夠可靠的對目標物進行固定和夾緊。且對于額定功率相同的電機，所述機械手能夠夾取重量更大的物體。二是本發明的機械手不僅可以張開和閉合，還可以旋轉，增加了機械手的自由度，更有利于機械手實現夾取操作。此外，本發明的夾取裝置還具有結構簡單、體積小、不易變形、實用性強的優點。

附圖說明

圖1為本發明的正面外觀圖；

圖2為本發明的右側外觀圖；

圖3為本發明在夾緊過程中的受力示意圖；

附圖編號說明：

111、左側板；112、右側板；12、外殼；131、左伺服電機；132、右伺服電機；14、基座；15、立式座軸承；16、雙向絲桿；17、連接桿；18、聯軸器；19、彈簧；21、電機支架；22、圓形軸承；23、正反螺母；24、法蘭；25、磁編碼器。

具體實施方式