一种单驱动自适应夹爪的制作方法

本发明涉及机器人夹爪领域，尤其是一种单驱动自适应夹爪。

背景技术：

现有的工业夹爪大多采用末端平行的夹持方式，这种夹持方式抓持稳定、加工成本低，然而它们往往只能抓取特定种类的物体，自由度很少，夹持方式是一对一设立的，不能夹取其他种类的物品；为了解决这种问题，具有自适应抓持功能的夹爪应运而生。自适应机器人夹爪被设计地更加灵活，在抓持物体时，可以根据目标物体几何形状和所在位置的不同，进行平行抓持或包络抓持。平行抓持指的是在抓取小尺寸物体或者具有对立面的较大物体过程中，夹爪手指的末端指段保持平行进行抓持；包络抓持指的是用夹爪手指的多个指段包络目标物体，通过多点接触稳定地进行抓持。相应地，这些夹爪由于自由度和驱动器的增多，导致机械结构和控制系统变得更加复杂，刚度降低，抓取力变小，成本大幅增加。由此可知，目前市面上的机器人夹爪存在如下问题：要么末端抓取的装置多为平行抓取，只能夹取特定形状，无法适应多种形状的自适应抓取；要么就是通过多个驱动、多个传动、多个传感器、很复杂的结构实现自适应抓取，占用空间大、成本高、维护不方便。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：目前市面上的机器人夹爪要么末端抓取装置多为平行抓取，只能夹取特定形状，无法适应多种形状的自适应抓取；要么就是通过多个驱动、多个传动、多个传感器、很复杂的结构实现自适应抓取，占用空间大、成本高、维护不方便；为了解决简化结构与自适应抓取之间存在冲突的问题，本发明提供了一种单驱动自适应夹爪，只需一个传动结构、一个驱动装置，结构紧凑简单，同时实现了不同形状物体的自适应抓取，有效的解决了现有简单夹爪只能夹取特定形状，自适应夹爪结构复杂、占用空间大、成本高、维护不方便的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单驱动自适应夹爪，包括驱动模块、两个手指模块、两个复位模块、底座壳体，所述驱动模块包括，舵机和两个驱动曲柄，两个所述驱动曲柄分别是主驱动曲柄、副驱动曲柄，所述舵机通过舵盘连接到所述主驱动曲柄，所述主驱动曲柄与所述副驱动曲柄啮合，所述副驱动曲柄的中心处设置长连接轴，将其固定到所述底座壳体内；

两个所述手指模块以底座壳体平面法线方向对称安装，每一个所述手指模块包括，远端夹取指节、近端转动指节、驱动连杆，所述远端夹取指节包括指尖和指根连接部，所述指根连接部设有两组连接孔，连接轴通过两组所述连接孔分别转动铰接到所述近端转动指节和所述驱动连杆，所述近端转动指节的另一端通过销轴转动连接到所述底座壳体上，所述驱动连杆的另一端通过所述连接轴活动连接到所述驱动曲柄，所述驱动连杆的上部设置有固定座，下部设有v形状限位凸块；

两个所述复位模块是两根弹簧构件，每个所述弹簧构件的一端固定连接到所述驱动连杆的所述固定座上，另一端固定连接到所述驱动曲柄上；

在初始状态下，所述弹簧构件、所述驱动连杆、所述驱动曲柄组成限位结构，所述驱动连杆的所述限位凸块与所述驱动曲柄的齿槽相对应匹配，所述驱动连杆与所述驱动曲柄互相垂直，两个所述远端夹取指节处于竖直状态、互相平行；

运行状态下，所述舵机带动所述主驱动曲柄转动，所述主驱动曲柄与所述副驱动曲柄啮合同步转动，所述主驱动曲柄及所述副驱动曲柄带动所述驱动连杆运动，从而驱动所述近端转动指节和远端夹取指节运动，实现自适应抓取。这样地设计，舵机提供动力传给相互啮合同步转动的主驱动曲柄和副驱动曲柄，所述主驱动曲柄及所述副驱动曲柄带动所述驱动连杆运动，从而驱动所述近端转动指节和远端夹取指节运动，实现自适应抓取，其中所述远端夹取指节只可以向内转动。结构简单、紧凑，手指模块灵活性高，不仅可以平行夹取规则形状地物体，还可以包络抓持圆柱形和其它不规则形状地物体，手指自适应性强。

具体的，所述弹簧构件包括大塑料圆筒、小塑料圆筒、弹性元件，所述大塑料圆筒、小塑料圆筒互相套合在一起，所述弹性元件贯穿其中。这样地设计，提升了弹簧构件地稳定性，延长了其使用寿命。

具体的，所述底座壳体，包括顶盖、底盖，所述顶盖与所述底盖固定连接在一起，形成空腔结构。

具体的，所述长连接轴、所述连接轴的两端通过顶丝固定连接。

具体的，所述弹性元件包括拉簧、扭簧。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种单驱动自适应夹爪技术方案，包括驱动模块、两个手指模块、两个复位模块、底座壳体，所述驱动模块包括提供动力的舵机、相互啮合同步转动的主驱动曲柄和副驱动曲柄，所述手指模块包括远端夹取指节、近端转动指节、驱动连杆，所述主驱动曲柄及所述副驱动曲柄带动所述驱动连杆运动，从而驱动所述近端转动指节和远端夹取指节运动，实现自适应抓取；解决了目前市面上的机器人夹爪要么末端抓取装置多为平行抓取，只能夹取特定形状，无法适应多种形状的自适应抓取；要么就是通过多个驱动、多个传动、多个传感器、很复杂的结构实现自适应抓取，占用空间大、成本高、维护不方便，简单结构与灵活自适应抓取不可兼得的技术问题，达到只需一个传动结构、一个驱动装置、结构紧凑简单，同时能够实现了不同形状物体的自适应抓取的技术效果。本发明所述单驱动自适应夹爪，结构简单，成本低廉，传动效果稳定，夹取指节灵活。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构立体图(抓取物品为不规则形状)；

图2是本发明所述驱动模块结构图；

图3是本发明所述手指模块结构图；

图4是本发明所述驱动连接杆结构图；

图5-1是本发明所述驱动连接杆与所述主驱动曲柄连接效果图；

图5-2是本发明所述驱动连接杆与所述副驱动曲柄连接效果图；

图6是本发明所述远端夹取指节的结构图；

图7是本发明所述弹簧构件的结构图；

图8是本发明所述自适应夹爪抓取长方体形状产品效果图。

图中：1.远端夹取指节；2.销轴；3.驱动连杆；4.近端转动指节；5.弹簧构件；6.舵机；7.主驱动曲柄；8.副驱动曲柄；9.底座壳体；10.连接轴；11.指尖；12.指根连接部；13.连接孔；31.固定座；32.限位凸块；51.大塑料圆筒；52.小塑料圆筒；53.弹性元件；91.长连接轴；a.抓持物品；b.所述驱动连杆与所述主驱动曲柄限位部分结构放大图；c.所述驱动连杆与所述副驱动曲柄限位部分结构放大图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种单驱动自适应夹爪，包括驱动模块、两个手指模块、两个复位模块、底座壳体，所述驱动模块包括，舵机6和两个驱动曲柄，两个所述驱动曲柄分别是主驱动曲柄7、副驱动曲柄8，所述舵机6通过舵盘连接到所述主驱动曲柄7，所述主驱动曲柄7与所述副驱动曲柄8啮合，所述副驱动曲柄8的中心处设置长连接轴91，将其固定到所述底座壳体9内；

两个所述手指模块以底座壳体9平面法线方向对称安装，每一个所述手指模块包括，远端夹取指节1、近端转动指节4、驱动连杆3，所述远端夹取指节1包括指尖11和指根连接部12，所述指根连接部12设有两组连接孔13，连接轴10通过两组所述连接孔13分别转动铰接到所述近端转动指节4和所述驱动连杆3，所述近端转动指节4的另一端通过销轴2转动连接到所述底座壳体9上，所述驱动连杆3的另一端通过所述连接轴10活动连接到所述驱动曲柄，所述驱动连杆3的上部设置有固定座31，下部设有v形状限位凸块32；两个所述复位模块是两根弹簧构件5，每个所述弹簧构件5的一端固定连接到所述驱动连杆3的所述固定座31上，另一端固定连接到所述驱动曲柄上；

在初始状态下，所述弹簧构件5、所述驱动连杆3、所述驱动曲柄组成限位结构，所述驱动连杆3的所述限位凸块32与所述驱动曲柄的齿槽相对应匹配，所述驱动连杆3与所述驱动曲柄互相垂直，两个所述远端夹取指节1处于竖直状态、互相平行；

运行状态下，所述舵机6带动所述主驱动曲柄7转动，所述主驱动曲柄7与所述副驱动曲柄8啮合同步转动，所述主驱动曲柄7及所述副驱动曲柄8带动所述驱动连杆3运动，从而驱动所述近端转动指节4和远端夹取指节1运动，实现自适应抓取。

优选地，如图7所示，所述弹簧构件5包括大塑料圆筒51、小塑料圆筒52、弹性元件53，所述大塑料圆筒51、小塑料圆筒52互相套合在一起，所述弹性元件5)贯穿其中。

优选地，所述底座壳体9，包括顶盖、底盖，所述顶盖与所述底盖固定连接在一起，形成空腔结构。

优选地，所述长连接轴91、所述连接轴10的两端通过顶丝固定连接。

优选地，所述弹性元件53包括拉簧、扭簧。

本发明所述一种单驱动自适应夹爪，利用单驱动将五连杆转变为不同形态的四连杆，可对规则形状可水平对称抓举；圆柱形可握住；复杂形状可自适应抓取。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。