[发明专利]一种机器人手爪结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人手爪结构，属于自动控制、机械等交叉领域。

背景技术

工业机器人的机械部分的设计是工业机器人设计的重要部分，虽然工业机 器人不同于专用设备，它具有较强的灵活性，但是，要设计和制造万能机器人 是不现实的。不同应用领域的工业机器人机械系统设计上的差异比工业机器人 的其它系统设计上的差异大得多。用在工业上的机器人的手一般称之为末端操 作器，它是机器人直接用于抓取和握紧(吸附)专用工具(如喷枪、扳手、焊 具、喷头等)进行操作的部件，它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人 手臂的前端。由于被握工件的形状、尺寸、重量、材质及表面状态的不同，工 业机器人末端操作器是多种多样的，大致可分为：夹钳式取料手、吸附式取料 手、专用操作器及转换器、仿生多指灵巧手。在机器人手爪应用中，机器人的 手一般由方形的手掌和节状的手指组成。手指是直接与工件接触的部件。手部 松开和夹紧工件，就是通过手指的张开与闭合来实现的。机器人的手部一般有 两个手指，也有三个或多个手指，其结构形式常取决于被夹持工件的形状和特 性。常见的手指的形状有V型指，平面指，长指等。指面的形状常有光滑指面、 齿形指面、和柔性指面等。光滑指面平整光滑，用来夹持已加工表面，避免已 加工表面受损；齿形指面的指面刻有齿纹，可增加夹持工件的磨擦力，以确保 夹紧牢靠，多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品；柔性指面内镶橡胶、泡沫、 石棉等物，有增加磨擦力，保护工件表面，隔热等作用，一般用于夹持已加工 表面、炽热件，也适于夹持薄壁件和脆性工件。手抓中具有传动机构，它是向 手指传递运动和动力，以实现夹紧和松开动作的机构。传动机构根据手指开合 的动作特点分为回转型和移动型。回转型又分为一支点回转和多支点回转。根 据手爪夹紧是摆动还是平动，又可分为摆动回转型和平动回转型。

虽然各种机器人手爪在各领域中有着重要的应用，但是企业不得不面临一个 问题，就是如何是机器人手爪结构更为简单，成本更低。申请人经过多年的研 究，致力于设计出一种成本经济，操作、设计简单的机器人手爪。

发明内容

本发明提供了一种机器人手爪，包括以下部件：圆弧形手指对、铜柱、前 挡板、上端盖、下端盖，以及舵盘双连杆结构；其特征在于，该舵盘双连杆结 构具有一个圆形舵盘和两个连杆，所述两个连杆分别耦接于舵盘上距离圆心一 定距离的以圆心为中心的对称位置上，两个连杆的柄端分别设置一与舵盘所在 平面垂直且同向的手指，形成手指对，用于夹持工件；圆盘中心具有一凹槽齿 轮结构，能够与驱动结构上相对应的凸起齿轮耦合，并通过该齿轮结构驱动圆 盘而带动连杆两端上的柄上的手指运动。

进一步，所述机器人手爪还包括一伺服电机，设置于所述上端盖和下端盖 之间，所述直流伺服电机用于驱动所述手爪，直流伺服电机正转，连杆伸开， 手爪张开；直流伺服电机反转，连杆收缩，手爪闭合。

所述手指圆弧型手指，手指外上设置胶垫。

所述前挡板分为上下挡板，所述上下挡板以所述圆弧形手指对为界，对称设 置于所述圆弧形手指对的上下两侧，以阻止所述圆弧形手指对沿与前挡板所在 平面的垂直方向上的运动；所述铜柱设置在上端盖上，铜柱数量至少为两个； 所述伺服电机上具有与铜柱数量相等的、用于固定伺服点机的孔，铜柱插入到 伺服电机上的孔中，形成对伺服电机的固定。

所述上端盖上设有两个对称的凹槽，用于引导圆弧形手指对的运动，上端 盖上具伺服电机设置于上端盖和下端盖之间。

所述舵盘双连杆结构的舵盘中心具有一凹槽齿轮结构，能够与卫伺服电机 上相对应的凸起齿轮耦合，并通过该齿轮结构驱动圆盘而带动连杆两端上的柄 上的手指运动；所述舵盘双连杆机构设置于上端盖内部，与所述圆弧形手指对 相连接，双连杆的运动带动圆弧形手指对沿所述凹槽运动，实现对工件的加紧和 放松；伺服电机与舵盘中心耦接，伺服电机能够正反旋转，当伺服电机顺时针 转动时，其带动舵盘顺时针转动，经连杆传动，连杆上的圆弧形手指对沿着凹 槽向舵盘中心移动，实现对工件的加紧；反之当伺服电机逆时针转动时，其带 动舵盘逆时针转动，经连杆传动，连杆上的圆弧形手指对沿着凹槽向远离舵盘 中心移动，实现对工件的放松。

附图说明

图1是本发明所展示的舵盘双连杆结构；

图2是本发明所展示的舵盘双连杆结构实物；

图3是本发明展示的机械手手爪的结构；