[发明专利]气动手指夹持与指根转位及电动指根转动的敏捷机械手

说明书

本发明涉及一种气动手指夹持与指根转位及电动指根转动的敏捷机械手，包括固定板，其上表面安装有丝杆轴电机，下表面通过导杆和底板连接，导杆上位于底板与固定板之间的部分通过直线轴承套设于运动板中，丝杆轴电机的丝杆轴上旋有固定在运动板中的丝杆螺母；还包括结构相同的一个固定手指和两个转位手指，固定手指连接在运动板底面一侧的推杆固定板上，且沿与二个扭弹簧轴心线平行的水平轴转动；转位手指各连接在安装于运动板底面另一侧的旋转推杆固定板上，且沿与二个扭弹簧轴心线平行的水平轴转动的同时，沿与水平轴异面垂直的竖直轴等角位移相反方向转动。本发明适应垂直、水平抓取各种形状复杂的物体，抓取范围广转动精度高，反应速度快。

技术领域

本发明涉及工业机械手技术领域，尤其是一种适用于食品、农产品、轻工产品的抓取、分拣等生产和物流领域的气动手指夹持与指根转位及电动指根转动的敏捷机械手。

背景技术

针对轻工和食品行业的大规模生产状况，为满足形状复杂、物性多样的原材料、半成品、成品的物流和包装的需要，为解决简单劳动的用工成本高、劳动条件差等问题，需要物流抓取的末端抓持器。就抓取的复杂对象的种类：①形状不规则的、大小差别大的物体(瓜果、蔬菜)；②易碎的脆性物体(禽蛋、玻璃陶瓷制品)；③易变形的软性物体(面包、软包装物品)；④异形的、位置状态混乱且难理顺的物体(酒瓶、化妆品瓶)；从上可见，复杂对象的材料性质、形状尺寸及位置状态的差别较大。

目前，欠驱动机械手的手指部分为刚性变约束结构，每根手指共三个自由度。在单电机驱动下，未接触被抓取物体时手指任意点的运动轨迹是固定不变的、会对小的被抓取物体的支撑面(如输送带)产生干涉。接触被抓取物体时需要克服两个扭弹簧作用，其作用点、作用力的大小方向不可改变。既不能适应前述被抓持复杂对象的形状、尺寸不一致，又不能满足接触力不损坏且可靠抓持复杂对象的特殊性要求，同时还会对被抓持复杂对象产生较大冲击。因此，刚性结构的欠驱动机械手适应性不好，不能有效地抓持前述的复杂对象。

发明内容

本申请人针对上述复杂的抓持对象，提供一种结构合理的气动手指夹持与指根转位及电动指根转动的敏捷机械手，适应垂直、水平抓取各种形状复杂的物体，抓取范围广，转动精度高、反应速度快，有柔性自适应效果。

本发明所采用的技术方案如下：

一种气动手指夹持与指根转位及电动指根转动的敏捷机械手，包括手掌部分、与手掌部分连接的手指部分；所述手掌部分的结构为：包括固定板，固定板的上表面安装有丝杆轴电机，固定板的下表面通过两根导杆和底板连接，底板与固定板平行设置，导杆上位于底板与固定板之间的部分通过直线轴承套设于运动板中，丝杆轴电机的丝杆轴上旋有固定在所述运动板中的丝杆螺母，丝杆轴电机通过丝杆螺母驱动运动板上下直线运动；所述手指部分的结构为：包括一根固定手指和两根对称设置的转位手指，固定手指与转位手指的结构相同，固定手指连接在安装于运动板底面一侧的推杆固定板上，且沿与二个扭弹簧轴心线平行的水平轴转动；两个转位手指各连接在一块安装于运动板底面另一侧的旋转推杆固定板上，且沿与二个扭弹簧轴心线平行的水平轴转动的同时，沿与水平轴异面垂直的竖直轴等角位移的、相反方向转动。

作为上述技术方案的进一步改进：

推杆固定板通过螺钉固定在运动板底面上，两个旋转推杆固定板分别通过与其各自间隙配合的台阶形销钉连接到运动板上；固定手指和转位手指各自通过一根推杆分别连接在推杆固定板和推杆固定板上，所述推杆的上端通过其顶部圆柱段与推杆固定板或推杆固定板上的孔间隙配合、再螺母固定，所述推杆的下端与二力杆的一端铰链连接。