[發明專利]一種可變剛度的夾取裝置及工業機器人

有效

• 申請號: 202110493077.7
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN112894868B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 熊次遠;楊桂林;張馳;方灶軍;廉宏遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B25J15/02
• 分類號: B25J15/02;B25J15/08
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種可變剛度的夾取裝置，其特征在于，所述裝置包括移動模塊、變剛度模塊、第二導向機構和兩個夾指，所述移動模塊包括開合驅動機構和與開合驅動機構相連的兩個滑動座，所述兩個滑動座分別與兩個夾指相連，所述兩個滑動座在開合驅動機構的驅動下向相互靠近或相互遠離的方向移動，移動的同時帶動兩個夾指進行開合運動；

所述變剛度模塊包括變剛度驅動機構和與變剛度驅動機構相連的兩組變剛度組件，每組變剛度組件的兩端分別與對應的滑動座和夾指相連，且在變剛度驅動機構的驅動下實現夾指的變剛度運動；

每個滑動座還固定連接至少兩個側向支撐板，所述兩個側向支撐板分別位于夾指在非夾持方向的兩側；

每個所述夾指在非夾持方向的兩側還各設一與所述側向支撐板配合的所述第二導向機構，所述夾指在變剛度運動時通過所述第二導向機構和側向支撐板的組合作用，限制夾指在非夾持方向的剛度變化；

所述第二導向機構包括至少兩個導向塊，所述兩個導向塊分別固定于夾指在非夾持方向的兩側上端面上，且每一導向塊滑動設置于對應的側向支撐板上，使所述夾指在處于柔性狀態時能通過導向塊在側向支撐板上進行二維的滑動；

所述導向塊采用聚四氟乙烯類具有低摩擦系數的材料制成；

所述變剛度驅動機構包括變剛度驅動電機、第二同步帶組件、花鍵軸和兩組齒輪組件，所述第二同步帶組件與變剛度驅動電機相連，所述花鍵軸與第二同步帶組件相連，每組齒輪組件包括多個斜齒輪，至少一個斜齒輪設置在花鍵軸上并與齒輪組件的其他斜齒輪中的任意一個斜齒輪嚙合傳動，從而使花鍵軸與對應的變剛度組件相連，所述第二同步帶組件在變剛度驅動電機的驅動下帶動花鍵軸轉動，所述花鍵軸的轉動帶動兩組齒輪組件轉動，從而驅動與兩組齒輪組件相連的變剛度組件作變剛度運動；

每組所述變剛度組件包括四根柔性軸，每根柔性軸的兩端分別與對應的滑動座和夾指轉動連接，且每根柔性軸與齒輪組件中的一個斜齒輪相連，四根柔性軸及滑動座、夾指構成平行四邊形機構；

所述斜齒輪均為45°斜齒輪。

2.根據權利要求1所述的一種可變剛度的夾取裝置，其特征在于，所述移動模塊還包括第一導向機構，兩個滑動座通過所述第一導向機構沿夾持方向做相互靠近或遠離滑動。

3.根據權利要求1所述的一種可變剛度的夾取裝置，其特征在于，所述開合驅動機構包括開合驅動電機、第一同步帶組件、正反滾珠絲桿、左旋滾珠螺母、右旋滾珠螺母，所述第一同步帶組件與開合驅動電機相連，所述正反滾珠絲桿與第一同步帶組件相連，所述左旋滾珠螺母、右旋滾珠螺母設置在正反滾珠絲桿上，且分別與兩個滑動座固定連接，所述第一同步帶組件在開合驅動電機的驅動下帶動正反滾珠絲桿轉動，所述正反滾珠絲桿的轉動帶動左旋滾珠螺母、右旋滾珠螺母作相互靠近或相互遠離的移動，從而帶動兩個滑動座向相互靠近或相互遠離的方向移動。

4.根據權利要求2所述的一種可變剛度的夾取裝置，其特征在于，所述第一導向機構包括多個沿夾持方向延伸的直線滑軌以及滑動設置在直線滑軌上的兩個滑塊，所述兩個滑塊分別與兩個滑動座固定相連。

5.一種工業機器人，其特征在于，包括機械臂和權利要求1~4任意一項所述的可變剛度的夾取裝置，所述夾取裝置與機械臂的末端連接。