[发明专利]一种用于包络抓取和平行夹紧的欠驱动末端执行器有效

专利信息
申请号: 201710561317.6 申请日: 2017-07-11
公开(公告)号: CN107309895B 公开(公告)日: 2020-11-13
发明(设计)人: 樊绍巍;倪风雷;张晟毓;刘宏 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: B25J15/08 分类号: B25J15/08;B25J9/12
代理公司: 哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 23211 代理人: 邓宇
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 包络 抓取 平行 夹紧 驱动 末端 执行
【说明书】:

一种用于包络抓取和平行夹紧的欠驱动末端执行器,它涉及一种欠驱动执行器,以解决传统的欠驱动末端执行器在夹紧目标时,由于目标物体给执行器的作用反力,无法保证平行夹紧,造成抓取目标失败的问题,它包括基座、对接模块、驱动模块和夹持模块;夹持模块包括两个齿轮和两套欠驱动机构;驱动模块和夹持模块布置在基座上;每套欠驱动机构包括驱动杆、连杆、连接杆、夹紧指、欠驱动指根、扭簧和指根;驱动杆的一端与齿轮的齿轮轴连接,驱动杆的另一端与连接杆的一端铰接,连杆的另一端铰接在基座上,欠驱动指根的一端与夹紧指铰接,欠驱动指根的另一端与指根的一端铰接且二者之间布置有扭簧,指根的另一端铰接在基座上。本发明用于仿生机器人。

技术领域

本发明涉及一种欠驱动执行器,具体涉及一种用于包络抓取和平行夹紧的欠驱动末端执行器。

背景技术

在仿生机器人领域,欠驱动末端执行器以其驱动数目少、出力大、抓取灵活大特点得到了越来越广泛的应用。传统的欠驱动末端执行器在精确夹紧目标时,由于目标物体给执行器的作用反力,导致欠驱动自由度显现,平行四边形机构被破坏,无法保证平行夹紧,抓取目标容易造成失败。

本次发明的目的是改变传统的欠驱动末端执行器的欠驱动关节的位置,从而实现在指尖夹紧目标时,欠驱动关节始终保持刚性,实现平行夹紧的功能;。本次发明的末端执行器包括用于抓取目标的欠驱动执行机构,由微型直流伺服电机、涡轮蜗杆减速器组成的驱动机构以及由弹簧触针组成的连接机构,驱动机构为二指欠驱动机构,左右对称分布,通过减速比为1:1的齿轮对连接传动,保证左右两个手指运动的对称性。微型直流伺服电机中包含有减速比为113:1的行星齿轮减速器,以保证大的输出扭矩;此外,减速比为30:1的涡轮蜗杆减速器在增大转矩的同时,也能够保证机械自锁;连接模块是为了执行器与机械臂的对接,弹簧触针用于电气连接。

发明内容

本发明是为解决传统的欠驱动末端执行器在夹紧目标时,由于目标物体给执行器的作用反力,无法保证平行夹紧,造成抓取目标失败的问题,进而提供一种用于包络抓取和平行夹紧的欠驱动末端执行器。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是:一种用于包络抓取和平行夹紧的欠驱动末端执行器包括基座、对接模块、驱动模块和夹持模块;对接模块安装在基座上,对接模块用于连接机械臂;

夹持模块包括两个齿轮和两套欠驱动机构;驱动模块和夹持模块布置在基座上;每套欠驱动机构包括驱动杆、连杆、连接杆、夹紧指、欠驱动指根、扭簧和指根;驱动模块的输出端连接其中一套欠驱动机构的齿轮,两套欠驱动机构的两个齿轮啮合,驱动杆的一端与齿轮的齿轮轴连接,驱动杆的另一端与连接杆的一端铰接,夹紧指的一端、连接杆的另一端和连杆的一端三者铰接在一起,连杆的另一端铰接在基座上,欠驱动指根的一端与夹紧指铰接,欠驱动指根的另一端与指根的一端铰接且二者之间布置有扭簧,指根的另一端铰接在基座上。

本发明与现有技术相比的有益效果是:本发明改变传统的欠驱动末端执行器的欠驱动关节的位置,从而实现在夹紧指夹紧目标时,欠驱动关节始终保持刚性,实现平行夹紧的功能;夹持模块分为驱动杆、连接杆、连杆构成的传动四连杆机构模块,驱动杆作为主动件驱动连杆运动,经过优化后的连杆长度保证了较大的传动角,提高了传动效率;连杆、夹紧指、指根与欠驱动指根构成的刚性体的平行四连杆机构,该平行四连杆机构实现了夹紧指与地面的平行,从而保证了夹紧指始终做平移运动,为平行夹紧提供了条件;指根、欠驱动指根、扭簧构成的欠驱动机构,当夹紧指平行夹紧目标时,产生作用反力,由于指根与欠驱动指根的初始扭转角度保证了欠驱动机构的刚性,平行四边形机构不会被破坏,保证了平行夹紧。通过减速比为1:1的齿轮对连接传动,保证左右两个手指运动的对称性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为图1的剖视图;

图3为本发明的爆炸图;

图4为本发明夹紧指受力分析简图;

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