[发明专利]一种基于变胞机构的自适应气动柔性抓取机械手爪

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于变胞机构的自适应气动柔性抓取机械手爪，属于机械手爪技术领域。

背景技术

机械手爪广泛用于自动化装备或系统对特定对象的抓取、搬运和拿放。目前通用的机械手爪分为无关节、固定单关节和自由多关节3种，按手指的数量又可分为两指、三指、四指等，其中以两指用的最多。两指或三指无关节或固定单关节型，对空间几何形状简单物体的抓取、搬运和拿放比较方便，添加接触力传感器和力反馈控制系统后可以控制手指抓取力的大小，实现安全抓取。为了能够实现自适应安全抓取或高度仿人手运动，目前基本上都是采用自由多关节型的两指、三指或五指机械手爪，每个关节的驱动多采用电机和钢丝绳传动，结合接触力传感器由控制系统控制每个关节的独立运动来实现安全、可靠抓取物体。但对于空间几何形状复杂物体的抓取、搬运和拿放，或者是模拟人手的运动动作却不能够很好实现，目前的现有机械手爪具有驱动、控制系统复杂、成本高、可靠性低等问题。

鉴于上述问题，有必要提供一种新型的自由多关节型机械手爪，以解决上述问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，提供一种基于变胞机构的自适应气动柔性抓取机械手爪，该机械手爪具有自适应、驱动少、控制简单，成本低，可靠性高等特点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于变胞机构的自适应气动柔性抓取机械手爪，采用两指（或多指）结构，每指包括曲柄滑块机构、变胞机构、夹头、硅胶及接触力传感器、气缸、支架和底座，其中气缸、支架、底座为两指（或多指）共享，毎指的主体机构为一曲柄滑块机构串联一变胞机构。所述变胞机构为其中一转动副采用扭簧（或拉簧）及定位块锁紧的变胞铰链四杆机构，该变胞铰链四杆机构位于曲柄上，与上述曲柄滑块机构相串联。两指（或多指）中的变胞铰链四杆机构关键部位有两个（或多个）变胞转动关节，他们左右(或周向均布)对称于气缸轴线，共享同一转动副(或周向均布多个转动副)安装于支架上，铰链四杆中的变胞转动关节组成夹持关节，该关节的两杆为采用扭簧（或拉簧）及定位块锁紧转动副连接的两杆，他们为机械手爪的两个夹持杆，其夹持表面上衬以硅胶并贴以接触力传感器。其中手指数及毎个手指的变胞转动关节数可按需要增减。所述曲柄滑块机构的滑块为气缸活塞，曲柄为变胞机构中的非夹持关节杆中某一杆，由连杆通过转动副分别连接气缸活塞和曲柄，两指（或多指）中的曲柄滑块机构左右(或周向均布)对称于气缸轴线布置，气缸体固定于底座上与活塞组成移动副。所述支架固定安装于底座上。整个机械手各关节驱动都只需要同一个气缸活塞驱动，无需其它驱动源。变胞机构有关各运动副何时动作，与被夹持物何时与夹持杆相接触有关，具有自适性。力反馈控制系统与接触力传感器相连、气缸相连。

本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明所述一种基于变胞机构的自适应气动柔性抓取机械手爪实现了自适应、驱动少、控制简单，成本低，可靠性高的抓取空间几何形状复杂物体或者是模拟人手的运动动作的目的。

附图说明

图1是本发明的基于变胞机构的自适应气动柔性抓取机械手爪两手指，毎指两关节的结构简图。

图中标号：1、连杆 2、连杆 3、连杆 4、连杆 5、连杆 6、气缸活塞 7、支架8、底座 9、夹头 1′、连杆 2′、连杆 3′、连杆 4′、连杆 5′、连杆

具体实施方式