一种夹持机构及具有该夹持机构的无人机的制作方法

本实用新型涉及机械夹持结构领域，尤其涉及一种夹持机构，本实用新型还涉及具有该夹持机构的无人机。

背景技术：

机械式的夹持机构在如工业自动化设备、机器人、无人机等各种场合都被广泛地应用。在这些设备、机器人或无人机上使用夹持机构，可以方便地执行一些模仿人手的抓取、装配的动作。如标准的气动夹爪，通过气源，驱动连杆使夹爪张开，或者，通过气源驱动齿轮齿条机构使夹爪张开，从而去抓取、夹持工件。气动夹持机构如气动夹爪在工业自动化设备、机器人的场合应用得很广泛。在一些没有气源的场合，也会使用到电动夹持机构如电动夹爪，与气动夹爪不同的是，电动夹爪使用电机驱动，通常的结构是，通过电机驱动齿轮结构以带动夹爪的张合。

但是，不管气动夹爪还是电动夹爪，都没有自锁功能，当动力源断掉时，如气源断气或者漏气都会导致气动夹爪无法保持锁住的状态，如电机断电时同样会导致电动夹爪无法保持锁住的状态。这对夹持机构的夹持产生隐患，从而导致夹持机构所夹持的物品掉落。

因此，有必要对夹持机构进行改进。

技术实现要素：

本实用新型针对上述技术问题，为了解决动力源断开时，夹持机构由于无法保持自锁而导致其所夹持的物品掉落的技术问题，提出了一种夹持机构，另外，本实用新型同时还提出了具有这种夹持机构的无人机。

一种夹持机构，包括，安装座，所述安装座上安装有：动力部；传动部，所述传动部包括输入部、输出部、第一导向部，所述输入部与所述动力部连接，所述第一导向部对所述输出部进行导向以使所述输出部在所述动力部驱动所述输入部时可沿直线方向伸缩，所述输出部在所述动力部停止驱动所述输入部时，保持自锁；至少一对夹爪，所述一对夹爪的一端分别与所述输出部连接，另一端位于所述输出部的伸缩方向的两侧，在所述输出部伸出时相互远离，在所述输出部缩回时相互靠近，或者，另一端在所述输出部伸出时相互靠近，在所述输出部缩回时相互远离。

优选地，所述传动部包括可自锁的梯形丝杆传动机构，所述输入部包括梯形丝杆，所述输出部包括与所述梯形丝杆啮合的丝杆螺母。

优选地，所述传动部包括螺杆传动机构，所述输入部包括螺杆，所述输出部包括与所述螺杆啮合的第一螺母。

优选地，所述动力部包括电机，所述电机的输出轴与所述传动部的所述输入部通过联轴器联接。

优选地，所述输出部包括第一连接件，所述第一连接件抵接到所述第一导向部并与所述第一导向部滑动配合。

进一步优选地，所述夹爪在其两端之间，设置有第一铰接部，所述夹爪通过所述第一铰接部安装到所述安装座，所述夹爪的与所述第一连接件连接的一端，设置有槽部，所述第一连接件嵌入所述槽部内并可自由滑动，所述槽部延伸的路径与所述第一连接件伸出的直线方向之间的角度大于0度，小于或等于90度，安装到所述安装座后，所述第一铰接部位于所述第一连接件的伸出的直线方向的侧方。

优选地，所述电机为可360度旋转的舵机。

优选地，所述夹爪包括两对，所述两对夹爪的一对位于所述第一连接件的一端，所述两对夹爪的另一对位于所述第一连接件的另一端。

一种无人机，包括机身，及与所述机身连接的机臂，所述机臂的末端设置有上述任一项所述的夹持机构。

本实用新型的夹持机构，由于夹爪通过传动部传动，并且由于与夹爪连接的输出部在动力部停止输出时，可保持自锁，因此，能够在动力源断开的时候仍然能够保持自锁状态的夹持机构能够防止其所夹持的物品掉落。另外，本实用新型还提出了具有该夹持机构的无人机。

附图说明

图1是装备有本实用新型的夹持机构的无人机的结构示意图；

图2是本实用新型的夹持机构的一种实施例(夹爪闭合状态)的简化结构示意图；

图3是图2的夹持机构(夹爪张开状态)的简化结构示意图；

图4是将夹爪与传动部共同显示的立体图。

具体实施方式

以下参照附图，对本实用新型作详细说明。需要指出的是，本实用新型可以以许多不同的方式实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例目的是为了使本领域的技术人员对本实用新型所公开的内容理解更加透彻全面。在附图的各种视图中，相同的附图标记指代相同或相似的部件。

图1表示装备有本实用新型的夹持机构6的无人机的机臂12的结构示意图。图2是本实用新型的夹持机构6的一种实施例(夹爪闭合状态)的简化结构示意图。

一种夹持机构6，包括，安装座61、动力部62、传动部63、夹爪64。夹持机构6的动力部62在工业自动化设备、机器人的场合，可以是旋转气缸，也可以是电机，电机包括步进电机、伺服电机、直流电机、360度舵机等。在无人机的场合，优选电机，由于无人机结构紧凑，而且需要的扭矩较大，因此，无人机的夹持机构6的动力部62优选360度旋转的舵机。

传动部63包括输入部631、输出部632、第一导向部633，输入部631与动力部62连接，即输入部631与旋转气缸或者电机连接，具体地，输入部631与电机通过联轴器(未图示)联接。第一导向部633对输出部632进行导向以使输出部632在动力部62驱动输入部631时可沿直线方向伸缩，输出部632在动力部62停止驱动输入部631时，保持自锁。

下面还会详细说明，在本实施例中，夹持机构6的自锁，即夹爪64的保持，主要是通过传动部63的自锁进行。传动部63的自锁，包括两种形式的自锁。

第一是由于动力部62本身附带制动结构，通过动力部62的自锁，使传动部63的输入部631保持静止状态，从而保持输出部632的静止状态。在这种情况下，当动力部62包括旋转气缸时，旋转气缸可以通过如先导型单向阀控制气缸的输入和输出，使得气源断掉时，旋转气缸的输出状态能保持，从而保持输出部632的静止状态。

第二是传动部63本身具有自锁机构，在第一种实施例中，传动部63包括可自锁的梯形丝杆传动机构，输入部631包括梯形丝杆，输出部632包括与所述梯形丝杆啮合的丝杆螺母。在这种情况下，当丝杆螺母需要沿丝杆直线方向伸缩时，只能通过与梯形丝杆连接的电机635驱动，才能实现丝杆螺母的直线方向伸缩，而在电机635没有驱动的情况下，丝杆螺母在梯形丝杆上可以很好地保持静止。

在第二种实施例中，传动部63包括螺杆传动机构，输入部631包括螺杆，输出部632包括与螺杆啮合的第一螺母。同样地，在螺杆传动机构中，同样地，当第一螺母沿螺杆直线方向伸缩时，只能通过与螺杆连接的电机635驱动，才能实现第一螺母的直线方向伸缩，而在电机635没有驱动的情况下，第一螺母在螺杆上可以很好地保持静止。

本实用新型优选传动部63第二种形式的自锁，即传动部63本身的自锁结构，不需依赖动力部62去完成传动部63的自锁。从而进一步提高夹持机构6的自锁的可靠性。

另外，传动部63还可以使用如涡轮蜗杆等本身可以实现自锁的传动机构。

在上面的传动部63的输入部631及输出部632中，虽然以梯形丝杆或者螺杆作为输入部631、以丝杆螺母或者第一螺母作为输出部632进行说明。但是，并非限定如此。传动部63的输入部631，梯形丝杆或者螺杆也可以同时作为输入部631及输出部632使用，在这种实施例中，当梯形丝杆或者螺杆作为输出部632而直线方向伸缩时，与梯形丝杆或者螺杆连接的电机也联动，一起直线方向伸缩。

作为梯形丝杆传动机构或者螺杆传动机构的辅助部件，实际上，传动部63还包括支撑梯形丝杠传动机构或者螺杆传动机构的轴承座634。当梯形丝杆或者螺杆只作为输入部631时，其两端分别支撑有轴承座，当梯形丝杆或者螺杆同时作为输入部631及输出部632使用时，只需在其输入部631设置轴承座。具体地，轴承座安装在安装座61上，梯形丝杆或者螺杆的一端或者两端嵌设入轴承座的轴承内。

另外，动力部62的电机635与传动部63的输入端，可以通过联轴器连接，也可以通过同步带传动机构连接，为了使夹持机构6空间更加紧凑，在上面的实施例中，电机635的输出轴与传动部63的输入部631通过联轴器联接。具体地，电机635的输出轴与梯形丝杆或者螺杆的输入端通过联轴器连接。

传动部63还包括第一导向部633以对输出部632进行导向。第一导向部633可以是线性导向轴与线性轴承的组合，也可以是线性滑轨，或者是别的本领域的技术人员公知的可以对梯形丝杆传动机构或者螺杆传动机构进行导向的导向结构。

参照图2，在本实施例中，输出部632包括第一连接件636，第一连接件636抵接到第一导向部633并与第一导向部633滑动配合。具体地，安装座61可以设置成大致的U字形状，第一导向部633直接设置在安装座61的两侧上。

进一步地，为了使夹持机构6空间更加紧凑，第一导向部633包括贯通安装座61的两侧的长槽633a，第一连接件636与丝杆螺母或者第一螺母一体成型，具体地，第一连接件636的中间设置有与梯形丝杆啮合的梯形螺母或者，设置有与螺杆啮合的螺纹的第一螺母。第一连接件636的两端与长槽633a滑动配合，也对传动部63的输出部632进行导向。当然，为了降低第一连接件636与长槽633a之间的摩擦力，第一连接件636的两端也可以镶嵌有与长槽633a配合的滚轮，第一连接件636与长槽633a滚动配合。

参照图4，夹持机构6还包括至少一对夹爪64。该至少一对夹爪64的一端分别与输出部632连接；另一端位于输出部632的伸缩方向AA的两侧，在输出部632伸出时(即箭头AA1发方向)相互远离，在输出部632缩回时(即箭头AA2)相互靠近，或者，另一端在输出部632伸出时相互靠近，在输出部632缩回时相互远离。

需要说明的是，下面虽然以一对夹爪64进行说明，但是，实际上，夹爪可以也可以包括以传动部63的输出部632，如以梯形丝杆或者螺杆的轴心为中心，而周向分布的多个夹爪(未图示)。或者，夹爪64也可以包括两对(参照图2)，两对夹爪64的一对位于第一连接件636的一端，两对夹爪64的另一对位于第一连接件636的另一端。这两对夹爪64联动，同时张开或者同时闭合。两对夹爪64可以对为单位，对称设置于传动部63的第一连接件636的长度方向的两侧。

在本实施例中，传动部63的输出部632的直线方向的伸缩动作，转化为夹爪64的相互远离或者相互靠近的动作。具体地，可以分为输出部632伸出时，夹爪64相互远离(参照图3)，输出部632缩回时，夹爪64相互靠近(参照图2)的第一种形式。和，输出部伸出时，夹爪相互靠近，输出部缩回时，夹爪相互远离的第二种形式(未图示)。

继续参照图2，并参照图3、图4，在第一种形式的一个实施例中，如上所述，夹爪64的一端分别与输出部632连接，另一端位于输出部632的伸缩方向的两侧。即：对于每一个夹爪64而言，该夹爪64的一端均与输出部632连接，一端为悬臂状态并位于输出部632的伸缩方向AA的一侧。

夹爪64在其一端和另一端之间，优选地在夹爪64的大致中间位置，设置有第一铰接部634a，夹爪64通过第一铰接部634a安装到安装座61。并且，夹爪64的与第一连接件636(即输出部632)连接的一端，设置有槽部634b，第一连接件636嵌入槽部634b内并可自由滑动。槽部634b延伸的路径BB1与第一连接件636伸出的直线方向AA1之间的角度RR大于0度，小于或等于90度。并且，安装到安装座61的第一铰接部634a位于第一连接件636的伸出的直线方向AA1的侧方。

在这种情况下，当第一连接件636在电机的作用下伸缩时，第一连接件636可在槽部634b内自由滑动，由于第一连接件636的伸缩方向AA与槽部634b的延伸方向BB1具有一定的角度(大于0度，小于或等于90度)。需要说明的是，这个一定的角度是一个相对角度，如在本实施例中，第一连接件636伸出时，夹爪64相互远离，第一连接件636的直线伸出的方向，与槽部634b的大致朝第一连接件636伸出的方向延伸的路径的角度为大于0度，小于或等于90度。

在该实施例中，当第一连接件636伸出或者缩回时，通过其在夹爪64的槽部634b内的滑动，驱动夹爪64以第一铰接部634a为轴心，绕第一铰接部634a旋转，从而实现夹爪64的另一端的张开或者闭合。该实施例，无需增加其他的零件，便可实现夹爪64的张开或者闭合，从结构上来说，大大地缩小了夹持机构6所需的安装空间，使得夹持机构6进一步紧凑化，减轻机构的重量。另外，也使得夹持机构6的装配难度大大降低。

另外，在第二种形式当中，也可以实现输出部(未图示)伸出时，夹爪相互靠近，输出部(未图示)缩回时，夹爪相互远离。

在该实施例中，夹爪安装在第二导向部(未图示)上，第二导向部的滑动方向与输出部(未图示)的伸缩方向垂直，并且第二导向部的滑动方向与输出部的伸缩方向相交。第二导向部包括分别位于输出部的伸缩方向的两侧的两根线性滑轨，夹爪分别安装在线性滑轨上。在该实施例中，输出部还包括数量与夹爪相同的第二连接件，每个第二连接件一端与第一连接件铰接，另一端与夹爪铰接。

在这个实施例中，第二连接件与第一连接件的直线伸出的方向的角度大于或等于90度，小于180度。第二连接件的与第一连接件铰接的一端，相比于当第一连接件伸出时，第二连接件被第一连接件朝伸出的方向拉，与此同时，第二连接件将夹爪朝第一连接件的伸出的方向的位置靠近，即：第一连接件伸出时，通过第二导向部导向的夹爪相互靠近了。同理，第一连接件缩回时，通过第二导向部导向的夹爪相互远离了。

另外，需要注意的是，作为该实施例的变形实施例，当第二连接件与第一连接件的直线伸出的方向的角度大于0度小于或等于90度时，第一连接件伸出，通过第二导向部导向的夹爪会相互远离，第一连接件缩回时，通过第二导向部导向的夹爪会相互靠近。

这样的夹持机构6可以运用在自动化设备、机器人的末端执行器、或者无人机上。具体地，当无人机设置有这样的夹持机构6时，该无人机(未图示)可以包括机身12，与机身12连接的机臂121，夹持机构6安装在无人机的机臂的末端，从而起到无人机的夹爪64的作用。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体的技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何方式进行组合，为了不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不另行说明。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型范围的任何修改或者等同替换，均应当涵括在本实用新型的技术方案内。