[發(fā)明專利]面向異形物體的機(jī)器人抓取手爪

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111215368.6
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN113799162B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江本赤;卞仕磊;周焰生;劉玉飛;趙轉(zhuǎn)哲;吳路路;潘家保;張滿滿;李公文;涂志健;陳雅娟;朱家旺
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02;B25J15/10
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 王惠萍

1.面向異形物體的機(jī)器人抓取手爪，其特征在于：包括底座、可移動的設(shè)置于底座上的多個夾爪和設(shè)置于底座上且用于控制所有夾爪進(jìn)行移動的夾爪滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，夾爪包括與夾爪滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接的移動指根、手爪指尖、手爪指中、與手爪指中和手爪指尖連接的彈性連接件以及設(shè)置于移動指根上且用于控制手爪指中和手爪指尖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的彎折機(jī)構(gòu)；

底座具有讓移動指根嵌入的滑槽，滑槽對夾爪起到導(dǎo)向作用，滑槽的長度方向與底座的中心線相垂直，移動指根的長度方向上的一端嵌入滑槽中，移動指根與底座為滑動連接，移動指根的長度方向上的另一端與手爪指中的一端轉(zhuǎn)動連接，手爪指中的長度方向上的另一端與彈性連接件的長度方向上的一端固定連接，彈性連接件的長度方向上的另一端與手爪指尖的長度方向上的一端固定連接，移動指根的長度方向與底座的中心線相平行；

彈性連接件位于手爪指中和手爪指尖之間，彈性連接件采用彈性體材質(zhì)制成，彈性連接件可發(fā)生彎曲變形，手爪指中和手爪指尖之間具有一定固定距離；

在彈性連接件產(chǎn)生的彈性力作用下，手爪指尖具有使其與手爪指中之間的夾角朝向最大值變化的趨勢；

夾爪處于完全狀態(tài)時，移動指根的長度方向與手爪指中的長度方向之間具有夾角且該夾角小于180度，手爪指中的長度方向與手爪指尖的長度方向之間具有夾角且該夾角小于180度；

夾爪處于初始狀態(tài)時，移動指根的長度方向與手爪指中的長度方向之間的夾角為180度，手爪指中的長度方向與手爪指尖的長度方向之間的夾角為180度，夾爪整體呈筆直狀態(tài)；

夾爪共設(shè)置三個，所有夾爪是以底座的中心線為中心線沿周向均勻分布，夾爪滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座的中心處，夾爪滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制所有夾爪同步進(jìn)行直線移動，夾爪直線移動時的移動方向與底座的中心線相垂直；需要抓取異形物體時，夾爪滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制所有夾爪朝向靠近底座中心處進(jìn)行移動，直至夾爪接觸到異形物體后，夾爪夾緊異形物體；

夾爪滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括與移動指根連接的第一腱繩、用于卷繞第一腱繩的指根連接盤和與指根連接盤連接且用于控制指根連接盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)；第一電機(jī)固定設(shè)置在底座的中心處，指根連接盤與第一電機(jī)的電機(jī)軸固定連接，各個夾爪的移動指根分別與一個第一腱繩連接，所有第一腱繩卷繞在指根連接盤上，指根連接盤的軸線與底盤的中心線為同一直線；第一電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，帶動指根連接盤轉(zhuǎn)動，指根連接盤卷繞所有第一腱繩，第一腱繩拉動移動指根8朝向靠近底座中心處的位置處進(jìn)行直線移動；

夾爪滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于底座上的支撐帽，指根連接盤位于支撐帽的內(nèi)部，所有夾爪分布在支撐帽的外側(cè)四周；支撐帽設(shè)置在底座的中心處，支撐帽與底座固定連接，第一腱繩穿過支撐帽，第一電機(jī)位于支撐帽與底座之間；支撐帽保護(hù)第一電機(jī)與指根連接盤在抓取的時候不會碰上異形物體，同時由于移動指根不參與抓取行為，支撐帽充當(dāng)對抓取的異形物體提供支撐作用，支撐帽具有用于與抓取的異形物體相接觸的支撐面，該支撐面為與底座的中心線相垂直的平面；

底座上設(shè)置用于對夾爪施加彈性作用力的復(fù)位彈簧，夾爪位于復(fù)位彈簧和夾爪滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間；復(fù)位彈簧為拉簧，復(fù)位彈簧位于滑槽中，復(fù)位彈簧的一端與移動指根連接，復(fù)位彈簧的另一端與底座連接，復(fù)位彈簧用于對移動指根施加使其朝向遠(yuǎn)離底座中心處移動的彈性作用；當(dāng)手爪張開時，第一電機(jī)反轉(zhuǎn)，釋放第一腱繩，復(fù)位彈簧收縮，在復(fù)位彈簧的作用下，夾爪朝向遠(yuǎn)離底座中心處的位置處進(jìn)行直線移動，最終夾爪回到初始位置；

彎折機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于移動指根上的第二電機(jī)、與第二電機(jī)和手爪指中連接的傳動機(jī)構(gòu)、與手爪指尖連接的第二腱繩以及與傳動機(jī)構(gòu)連接且用于卷繞第二腱繩的指尖連接盤；

手爪指中通過傳動軸與移動指根轉(zhuǎn)動連接，第二電機(jī)固定設(shè)置在移動指根上，傳動機(jī)構(gòu)的動力輸入端與第二電機(jī)的電機(jī)軸連接，傳動機(jī)構(gòu)的動力輸出端與傳動軸連接，傳動軸與手爪指中固定連接，指尖連接盤固定設(shè)置在傳動軸上，手爪指尖與第二腱繩固定連接，第二腱繩卷繞在指尖連接盤上，第二腱繩穿過手爪指中；

在夾爪切換至彎曲狀態(tài)的過程中，第二電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過傳動機(jī)構(gòu)帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，傳動軸帶動手爪指中和指尖連接盤同步轉(zhuǎn)動，指尖連接盤所有第二腱繩，第二腱繩拉動手爪指尖進(jìn)行轉(zhuǎn)動，同時彈性連接件發(fā)生彎曲變形；

傳動機(jī)構(gòu)為錐齒輪機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)的主動錐齒輪與第二電機(jī)的電機(jī)軸固定連接，傳動機(jī)構(gòu)的從動錐齒輪和指尖連接盤設(shè)置于傳動軸上，主動錐齒輪與從動錐齒輪相嚙合，從動錐齒輪與傳動軸為同軸固定連接，傳動軸為可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于手爪指中上。