[发明专利]一种可实现被动包络的可变手掌型柔性机械手爪

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械手爪，具体的说，是涉及一种可实现被动包络的柔性机械手爪。

背景技术

机械手爪能够模仿人手和臂膀的某些功能和动作，按照预设程序抓取物品及搬运物件，是一种自动化操作装置。它可取代人工操作进行危险或繁重作业，保证人身安全，实现生产机械化和自动化，故而被广泛应用于机械制造、轻工业、电子、冶金和原子能等领域中。

目前，常见的机械手爪呈刚性结构且具有较为复杂的构型，当所抓取物品形状较固定、外表较坚硬时，此类机械手爪可按预先设定的力抓取物品。然而，当抓取的物品易碎、易变形或形状不固定时，这种刚性结构或构型复杂的机械手爪容易对所抓取物品造成不必要的损伤及破坏，或难以适应复杂外形物体。如，公开号为CN102785251A的专利申请中所述机械手爪的手指为刚性体，限制了手爪的自适应能力和运动灵活性；公开号为CN102416624A的专利申请描述了一种柔性自适应欠驱动机械手爪，但其骨架和手指构型限制了手爪适应各种复杂外形物品的能力。

发明内容

本发明要解决的是现有机械手爪不能满足复杂多变的抓取要求的技术问题，提供一种可实现被动包络的可变手掌型柔性机械手爪，灵活性高，对复杂外形物体适应性强。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种可实现被动包络的可变手掌型柔性机械手爪，包括驱动平台、导向定位平台、四根被动手指和四个主动支链，所述主动支链将所述驱动平台、所述导向定位平台、所述被动手指连接；

所述驱动平台由中心对称的十字交叉杆和垂直于所述十字交叉杆的圆柱形杆构成，所述圆柱形杆固定连接于所述十字交叉杆的对称中心；所述驱动平台能够在电机驱动下绕圆柱形杆轴线进行转动；

所述导向定位平台为中心对称的十字杆结构，所述驱动平台的所述圆柱形杆垂直穿过所述十字杆结构的对称中心；

四个所述主动支链完全相同，每个所述主动支链由驱动平台转动副、连杆、手指固定架转动副、手指固定架和导向定位平台圆柱副构成；所述驱动平台的十字交叉杆端部通过所述驱动平台转动副与所述连杆的一端连接，所述连杆的另一端通过所述手指固定架转动副与所述手指固定架连接，所述手指固定架通过所述导向定位平台圆柱副与所述导向定位平台的十字杆结构端部连接，所述手指固定架的下表面固定连接于所述被动手指；

所述驱动平台的圆柱形杆轴线、所述驱动平台转动副的转动轴线、所述手指固定架转动副的转动轴线相互平行；

所述被动手指由柔性轮廓、刚性杆和转动副构成；所述柔性轮廓由内侧面部分、外侧面部分和顶面部分围成一体，所述内侧面部分和所述外侧面部分的顶部分别连接于顶面部分的两侧、底部相互连接；多组与所述手指固定板平行的刚性杆间隔设置在所述内侧面部分和所述外侧面部分之间，每组所述刚性杆以所述柔性轮廓的中心面为对称面对称布置，每个所述刚性杆的两端分别通过转动副与所述内侧面部分和所述外侧面部分连接。

所述手指固定架的下表面与所述被动手指的柔性轮廓的顶面部分镶嵌连接。

本发明的有益效果是：

本发明的可实现被动包络的柔性机械手爪，其机构结构简单，减少了大量生产制作成本；仅需单一驱动，免去了复杂的控制算法带来的诸多难题，便于控制与设计；可实现对复杂外形物品的被动柔性面包络，抓取稳定性高；应用灵活性强，可广泛应用于机械制造、轻工业、医疗等要求被动柔性包络外形复杂、易碎物品的场合。

附图说明

图1是本发明所提供的可实现被动包络的可变手掌型柔性机械手爪的结构示意图；

图2是本发明所提供的可实现被动包络的可变手掌型柔性机械手爪的主视图；

图3是本发明所提供的可实现被动包络的可变手掌型柔性机械手爪的俯视图；

图4是本发明所提供的可实现被动包络的可变手掌型柔性机械手爪中第一被动手指的结构示意图。

图中：1、第一被动手指；2、第一主动支链；3、第二被动手指；4、第二主动支链；5、导向定位平台；6、驱动平台；7、第三被动手指；8、第三主动支链；9、第四被动手指；10、第四主动支链；11、第一手指固定架；12、第一手指固定架转动副；13、第一导向定位平台圆柱副；14、第一连杆；15、第一驱动平台转动副；16、圆柱形杆；17、十字交叉杆；18、刚性杆；19、转动副；20、第一柔性轮廓。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1