用于机器人的夹持机构的制作方法

本发明涉及一种用于机器人的夹持机构。

背景技术：

随着服务类机器人的迅速发展，机械手有时需要实现多种功能，不同的加持机构可以实现不同的功能，例如在不同的方向上夹持物体，例如在不同的方向上夹持住进行书写的笔。然而，在现有技术中，更换夹持机构有时过于繁琐，需要进行各种机械连接，耗费大量时间。这时就需要设计一种可适用于在不同方向夹持住物体的夹持机构，且该夹持机构需要能够快速地在不同的机构之间进行切换。

此外，在待被夹持的物体接触其他物体的情况下，由于机械臂的运动不能被十分精确地控制，从而出现被夹持物体的受力不恒定的情况，被夹持物体通常会出现受力过大或过小的情况，因此存在损坏被夹持物体和且所接触的物体的情况，例如在待被夹持的物体是笔的情况下，在受力过大的情况下，可能出现戳穿纸面和损坏笔尖的情况。

上述的讨论仅仅提供了一般的背景信息并且不试图用于帮助确定请求保护的主题的范围。

技术实现要素：

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

本发明的一个目的在于提供一种用于机械臂的夹持机构，其中，所述夹持机构包括：卡销；第一基座，所述第一基座固定地连接至机械臂且可拆卸地连接至卡销且设置有在纵向上延伸的第一通孔；夹持体，所述夹持体用于夹持物体且可拆卸地连接至卡销，且设置有第一磁体，且适于从第一基座的纵向上的左侧插入第一通孔中；第二基座，所述第二基座可拆卸地连接至卡销，且设置有第二磁体，且适于从第一基座的纵向上的右侧插入第一通孔中；以及弹性体，所述弹性体的左端连接至第一基座，右端连接至第二基座，其中，当夹持体和第二基座均插入到第一通孔中时，卡销能够同时连接至第一基座、夹持体和第二基座中，且弹性体处于弹性拉伸状态，当卡销与第一基座、夹持体和第二基座分开时，夹持体和第二基座通过第一磁体和第二磁体的磁力接合为一体，从而一体的夹持体和第二基座能够在施加在夹持体上的纵向朝右力和弹性体的纵向朝左拉力的作用下在第一通孔中沿纵向弹性地移动。

优选地，所述第一基座可以具有沿竖直方向延伸的且机械地固定到机械臂的第一底板，以及沿纵向延伸且位于第一底板的左侧的第一延伸体，所述第一基座居中地设置有延伸通过第一底板和第一延伸体的第一通孔，第一通孔具有第一长度；所述夹持体可以具有第一部分和第二部分且居中地设置有至少延伸通过第一部分的第二通孔，所述第二通孔用于在纵向上容纳待被夹持物体；所述第二基座具有沿竖直方向延伸的第二底板，以及沿纵向延伸且位于第二底板左侧的第二延伸体，所述第二延伸体居中地设置有纵向贯穿其中的第三通孔且适于从第一基座的右侧插入到第一通孔中，所述第三通孔具有小于第一长度的第二长度；其中，所述第一延伸体的侧壁上可以设置有用于容纳卡销的第一孔；所述第二部分可以设置有用于容纳卡销的第二孔，且具有大于或等于第二长度且小于第一长度的第三长度；所述第二延伸体的侧壁可以设置有用于容纳卡销的第三孔。在第二基座和夹持体均插入到第一通孔中时，第二底板平行且抵靠第一底板，第二延伸体被容纳在第一通孔中，第二部分至少部分地被容纳在第三通孔中且抵接第二底板，第一部分至少部分地被容纳在第一通孔中，并且第一孔、第二孔、第三孔对齐。

优选地，所述第一通孔的内壁可以在沿直径相对的两个位置处分别设置有延伸第一长度的第一纵向槽和第二纵向槽，第一纵向槽和第二纵向槽分别与第一孔间隔90°；以及所述第一部分可以具有沿第一部分的外表面延伸的第一纵向脊部和第二纵向脊部，在夹持体被插入到第一通孔中时，第一纵向脊部和第二纵向脊部与第一纵向槽和第二纵向槽对齐且在其中滑动。

优选地，所述第一延伸体可以在垂直于纵向和竖直方向的横向上的侧壁上设置有用于容纳卡销的两个第一孔；所述第二延伸体可以在沿横向的径向上设置有用于容纳卡销的两个第三孔；以及所述第二部分可以在垂直于纵向和竖直方向的横向上具有容纳卡销的一个贯穿的第三孔。

优选地，所述弹性体可以包括第一弹性体和第二弹性体，所述第一延伸体的上表面和下表面上分别设置有第一突起部和第二突起部；所述第一底板的靠近第一延伸体的上表面和下表面的位置处分别设置有第一开口和第二开口；所述第二底板的上表面和下表面上分别设置有第三突起部和第四突起部；其中，所述第一弹性体的一端连接于第一突起部，中部穿过第一开口且另一端连接于第三突起部；以及所述第二弹性体的一端连接于第二突起部，中部穿过第二开口且另一端连接于第四突起部。

优选地，第一磁体可以设置在所述夹持体的纵向右端上，第二磁体可以设置在所述第二底板的右表面上。当所述卡销从第一孔、第二孔和第三孔中拔出时，通过第一磁体和第二磁体的吸引力，夹持体和第二基座连接在一起，并且在受力的情况下，第一弹性体和第二弹性体弹性地进一步被拉伸，组合的夹持体和第二基座整体地相对于第一基座朝右移动，在不受力的情况下，组合的夹持体和第二基座通过第一弹性体和第二弹性体的弹性拉力而整体地相对于第一基座朝左移动。

优选地，所述夹持体还可以包括第三部分，所述第三部分设置在第一部分的与第二部分相反的一端，且具有与第一延伸体的形状相对应的八面体的形状，第二通孔延伸通过第三部分，所述第三部分的上部和下部分别设置有第三磁体。

优选地，所述第三部分可以设置有至少一个紧固孔。

优选地，所述夹持机构还可以包括竖直夹具，所述竖直夹具的右表面设置有第四磁体，所述第四磁体与第三磁体配合以将竖直夹具连接至夹持体；以及所述竖直夹具可以具有U形形状，且具有上侧壁和下侧壁，所述上侧壁和下侧壁分别具有在竖直方向上贯通的第一夹孔和第二夹孔，所述第一夹孔和第二夹孔用于在竖直方向上夹持待被夹持的物体。

优选地，所述卡销可以具有L形形状，该卡销具有相互垂直的第一长边和第二短边，第一长边插入到第一孔、第二孔和第三孔中且是刚性的，第二短边是具有弹性的。

在根据本发明的各个实施例的夹持机构中，该夹持机构能够快速在具有纵向上的弹性位移和不具有纵向上的弹性位移的两种状态之间切换。在卡销与第一基座、夹持体和第二基座配合时，该夹持机构能够用于夹持本身在纵向上具有弹性位移的物体。在卡销与第一基座、夹持体和第二基座分开时，夹持体和第二基座通过磁吸引力而吸引在一起从而快速地组合为一体，并且在夹持体受右向力的情况下，一体地朝右移动，在夹持体不受右向力的情况下，通过弹性体的拉力作用，夹持体和第二基座复位至初始位置，因此该夹持机构本身具有纵向上的弹性位移。

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

附图说明

图1示出了根据本发明的示例性实施例的夹持机构的分解图；

图2示出了根据本发明的示例性实施例的第一基座的立体图；

图3示出了根据本发明的示例性实施例的夹持体的立体图；

图4示出了根据本发明的示例性实施例的第二基座的立体图；以及

图5示出了根据本发明的示例性实施例的第一基座和第二基座的分解立体图；以及

图6示出了根据本发明的示例性实施例的竖直夹具的立体图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

在下文的说明书中，纵向、竖直方向和横向仅仅是相互垂直的三个方向的示例方向。相应地纵向上的左右侧，以及竖直方向上的上下侧也仅仅是示例性的两个相对侧。下文说明的结构不限于上述所述的方向。

根据本发明的一个总体构思，提供一种用于机械臂的夹持机构，其中，所述夹持机构包括：卡销1，第一基座2，夹持体3和第二基座4和弹性体5。所述第一基座2固定地连接至机械臂(未示出)且可拆卸地连接至卡销1且设置有在纵向上延伸的第一通孔Th1。所述夹持体3用于夹持物体且可拆卸地连接至卡销1，且设置有第一磁体m1，且适于从第一基座2的纵向上的左侧插入第一通孔Th1中。所述第二基座4可拆卸地连接至卡销1，且设置有第二磁体m2，且适于从第一基座2的纵向上的右侧插入第一通孔Th1中弹性体的左端连接至第一基座2，右端连接至第二基座4。当夹持体3和第二基座4均插入到第一通孔Th1中时，卡销1能够同时连接至第一基座2、夹持体3和第二基座4中，且弹性体5处于弹性拉伸状态。当卡销1与第一基座2、夹持体3和第二基座4分开时，夹持体3和第二基座4通过第一磁体m1和第二磁体m2的磁力接合为一体，从而一体的夹持体3和第二基座4能够在施加在夹持体上的纵向朝右力和弹性体的纵向朝左拉力的作用下在第一通孔Th1中沿纵向弹性地移动。因此，在根据本发明的实施例的夹持机构中，该夹持机构能够快速在具有纵向上的弹性位移和不具有纵向上的弹性位移的两种状态之间切换，其中在卡销与第一基座、夹持体和第二基座配合时，该夹持机构能够用于夹持本身在纵向上具有弹性位移的物体，在卡销与第一基座、夹持体和第二基座分开时，该夹持机构本身具有纵向上的弹性位移。

在根据本发明的一个实施例中，如图1和2所示，所述第一基座2具有沿竖直方向延伸的且机械地固定到机械臂(未示出)的第一底板21，以及沿纵向延伸且位于第一底板21的左侧的第一延伸体22，所述第一基座2居中地设置有延伸通过第一底板21和第一延伸体22的第一通孔Th1，该第一通孔Th1具有第一长度L1。如图1和3所示，所述夹持件3适于从第一基座2的左侧插入到第一通孔Th1中，并且具有第一部分31和第二部分32，且居中地设置有至少延伸通过第一部分31的第二通孔Th2，所述第二通孔Th2用于在其中在纵向上容纳待被夹持物体(未示出)。该第二通孔Th2可以具有多种形状以用于容纳具有不同形状的物体。在本发明的一个示例性实施例中，该待被夹持的物体是圆柱形笔。如图1、4和5所示，所述第二基座4沿纵向设置在第一基座2的右侧，且具有沿竖直方向延伸的第二底板41，以及沿纵向延伸且位于第二底板41左侧的第二延伸体42，所述第二延伸体42居中地设置有纵向贯穿其中的第三通孔Th3且适于从第一基座2的右侧插入到第一通孔Th1中，所述第三通孔Th3具有小于第一长度L1的第二长度L2。

从图1和2中可以看出，所述第一延伸体22的侧壁221上设置有用于容纳卡销1的第一孔h1。如图1和3所示，所述第二部分32设置有用于容纳卡销1的第二孔h2，且具有大于或等于第二长度L2且小于第一长度L1的第三长度L3，该第三长度能够保证第二部分32在插入到第一通孔Th1之后，能够至少部分地被容纳在第三通孔Th3中，且第一部分31不会延伸到第一通孔Th1之外，而得不到第一通孔Th1的支撑和容纳。如图4所示，所述第二延伸体42的侧壁设置有用于容纳卡销1的第三孔h3。在第二基座4和夹持体3均插入到第一通孔Th1中时，第二底板41平行且抵靠第一底板21，第二延伸体42被容纳在第一通孔Th1中，第二部分32至少部分地被容纳在第三通孔Th3且抵接第二底板41，第一部分31至少部分地被容纳在第一通孔Th1中，并且第一孔h1、第二孔h2、第三孔h3对齐以容纳卡销1。

因此，在根据本发明的一个示例性实施例中，夹持体3的右端与第二基座4的第二底板41的抵接，能够确定夹持体3在第一通孔Th1和第三通孔Th3中的纵向定位，以及第一孔h1和第二孔h2的对齐。此外通过使得第一底板21和第二底板41平行且相互抵靠，能够保证第一孔h1和第三孔h3的对齐。因此，卡销1可以将第一基座2、夹持体3和第二基座4固定在一起，在此种结构中，夹持体3和第二基座4相对于第一基座2不具有相对位移，因此具有弹性的待被夹持物体适于被夹持在第二通孔Th2中，例如本身具有纵向上的位移的毛笔夹持在第二通孔Th2中。

为了能够在圆周方向上使得第一孔h1和第二孔h2对齐，在根据本发明的一个示例性实施例中，如图1所示，所述第一通孔Th1的内壁在沿直径相对的两个位置处分别设置有延伸第一长度L1的第一纵向槽g1和第二纵向槽g2，第一纵向槽和第二纵向槽分别与第一孔h1间隔90°。此外，如图3所示，夹持体3的所述第一部分31具有沿第一部分31的外表面延伸的第一纵向脊部r1和第二纵向脊部r2，在夹持体3被插入到第一通孔Th1中时，第一纵向脊部r1和第二纵向脊部r2与第一纵向槽g1和第二纵向槽g2对齐且在其中滑动。通过纵向脊部和纵向槽之间的配合，使得夹持体3相对于第一基座2在圆周方向上不能转动，从而在圆周方向上使得第一孔h1和第二孔h2对齐。

在根据本发明的一个示例性实施例中，至于第一孔h1、第二孔h2和第三孔h3的数量可以分别是2个、1个和2个。具体地，第一延伸体22在垂直于纵向和竖直方向的横向上的两个侧壁上设置有用于容纳卡销1的两个第一孔h1。所述第二延伸体42在沿横向的径向上设置有用于容纳卡销的两个第三孔h3。所述第二部分32在垂直于纵向和竖直方向的横向上具有容纳卡销1的一个贯穿的第二孔h2。然而，可选地，第一孔h1、第二孔h2和第三孔h3的数量可以分别是1个、1个和1个。在此情况下，第一延伸体22仅在横向上的一个侧面上设置有第一孔h1，第二延伸体42仅在横向上的一个侧面上设置有第三孔h3。然而，本领域的技术人员应当理解，上述的数量仅仅是示例性的，可以根据需要设置任意数量的第一孔、第二孔和第三孔。

根据本发明的夹持机构还可以用于夹持不具有弹性的物体，例如钢笔和铅笔，这些笔在其纵向上不具有弹性，如果其所受的力过大，则可能使得钢笔的笔尖折弯和铅笔的笔芯折断。具体地，在根据本发明的示例性实施例中，如图5所示，弹性体包括第一弹性体5a和第二弹性体5b。所述第一延伸体22的上表面221和下表面222上分别设置有第一突起部6a和第二突起部6b。所述第一底板21的靠近第一延伸体的上表面221和下表面222的位置处分别设置有第一开口21a和第二开口21b。所述第二底板41的上表面411和下表面412上分别设置有第三突起部7a和第四突起部7b。所述第一弹性体5a的一端(左端)连接于第一突起部6a，中部穿过第一开口21a且另一端(右端)连接于第三突起部7a。所述第二弹性体5b的一端(左端)连接于第二突起部6b，中部穿过第二开口21b且另一端右端)连接于第四突起部7b。

如图1所示，第一磁体m1设置在所述夹持体3纵向右端32e上。如图4所示，第二磁体m2设置在所述第二底板41上，例如第二底板41的右表面上。在未拔出卡销1时，第一弹性体5a和第二弹性体5b处于弹性拉伸的状态。当所述卡销1从第一孔h1、第二孔h2和第三孔h3中拔出时，通过第一磁体m1和第二磁体m2的吸引力，夹持体3和第二基座4连接在一起，并且在受力的情况下，第一弹性体5a和第二弹性体5b弹性地进一步被拉伸，组合的夹持体3和第二基座4整体地相对于第一基座2朝右移动，在不受力的情况下，组合的夹持体3和第二基座4通过第一弹性体5a和第二弹性体5b的弹性拉力而整体地相对于第一基座2朝左移动。因此，通过磁力而接合在一起的夹持体3和第二基座4在受力的作用下，使得弹性体进一步弹性形变，从而能够在纵向上同时朝右移动。在撤销夹持体3上的力的情况下，因为弹性体本身的拉力作用而朝左拉回接合在一体的夹持体3和第二基座4，因此能够模仿人手根据受力的情况而在受力方向上弹性地移动。

在根据本发明的一个示例性实施例中，如图1和2所示，所述第一延伸体22具有八面体的形状。如图3所示，所述夹持体3还包括第三部分33，所述第三部分33设置在第一部分31的与第二部分32相反的一端，且具有与第一延伸体22的八面体形状相对应的八面体形状，第二通孔Th2延伸通过第三部分33，所述第三部分33的上部和下部分别设置有两个第三磁体m3。

此外，在根据本发明的一个示例性实施例中，如图3所示，第三部分33可以设置由至少一个紧固孔33h，该紧固孔可以用于紧固任何类型的夹持装置，使用者可以根据需要通过该紧固孔33h将该其他的夹持装置安装在第三部分33上，从而适于多种不同的应用场合。具体地，该紧固孔的数量可以是4个，并且围绕第二通孔Th2中心对称。

为了能够在竖直方向上夹持物体，所述夹持机构还需要能够在竖直方向上夹持物体的机构。因此，所述夹持机构还包括竖直夹具8，如图6所示。所述竖直夹具8的右表面设置有第四磁体m4，所述第四磁体m4与第三磁体m3配合以将竖直夹具8连接至夹持体3。如图6所示，所述竖直夹具8具有U形形状，且具有上侧壁81和下侧壁82，所述上侧壁和下侧壁分别具有在竖直方向上贯通的第一夹孔81a和第二夹孔82a，所述第一夹孔81a和第二夹孔82a用于在竖直方向上夹持待被夹持的物体。通过竖直夹具8和夹持体3的第三部分33的磁力作用，能够快速地更换和安装夹具8，而不需要繁琐的机械连接。

在根据本发明的一个示例性实施例中，如图1所示，所述卡销1具有L形形状，该卡销1具有相互垂直的第一长边1l和第二短边1s，第一长边1l插入到第一孔h1、第二孔h2和第三孔h3中且是刚性的，第二短边1s是具有弹性的。此外，如图1所示，所述第一底板21与第一孔h1对应的位置处设置有凹槽21g，该凹槽用于容纳卡销的第二短边1s，且从拔出卡销1时，第二短边1s在该凹槽21g中移动且当抵接凹槽的侧壁时，卡销被完全地拔出。通过使得第二短边1s具有弹性，可以便于将第一长边插入到卡销容纳孔中，并且设置在第一底板21上的凹槽21g对卡销起到了限位作用，从而在第二短边1s抵接凹槽的横向上的右侧壁时，第一长边1l可以完全从卡销容纳孔中拔出，因此方便了操作。

在根据本发明的一个示例性实施例中，为了更好地夹持物体，如图3所示，在围绕第二通孔的壁上设置有多个螺纹孔3s，从而可以拧入螺钉以更好地夹持住物体。同理地，如图6所示，在竖直夹具8的第一夹孔和第二夹孔的外壁上也设置有多个螺纹孔8s，从而可以拧入螺钉以更好地夹持住物体。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。