[发明专利]无源机械爪抓取装置及方法

说明书

本发明适用于机械爪技术领域，提供了一种无源机械爪抓取装置及方法，包括：控制模块、驱动模块、测距模块和机械爪；所述测距模块用于获取机械爪的距离参数，并将所述距离参数传输给控制模块；所述控制模块根据所述距离参数向驱动模块发送控制指令，驱动模块根据所述控制指令驱动机械爪在摩擦力作用下对球体进行抓取。所述无源机械爪抓取装置利用球体本身重力和摩擦力的自锁对球体进行抓取，无需锁紧装置，无需动力源，结构简单，节约资源。

技术领域

本发明属于机械爪技术领域，尤其涉及一种无源机械爪抓取装置及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，网球、高尔夫球等运动逐渐收到人们的喜爱。而不断的捡球称为一件麻烦的事情。

目前，人们设计出采用机械爪对球体进行抓取，现有的机械爪大部分为定位加锁紧的方式，无论自动或手动机械爪，均需要锁紧装置，结构复杂。同时，自动化机械爪锁紧的动力源有气动和电驱动两种，气动锁紧方式需设置气路控制结构，利用压缩空气源实现；电驱动锁紧方式需设置电路控制结构，体积较大、结构复杂、成本高；而手动机械爪则需要人手动对机械爪锁紧，效率低、不易操作。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种无源机械爪抓取装置及方法，依靠摩擦力的自锁来锁紧球体，以解决现有技术中自动机械爪体积大、结构复杂、成本高、浪费资源和手动机械爪效率低、不易操作的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种无源机械爪抓取装置，包括：控制模块、驱动模块、测距模块和机械爪。

所述机械爪与所述驱动模块连接，用于在所述驱动模块驱动下对球体进行抓取；所述机械爪包括连接轴和爪体，所述爪体的顶端与所述连接轴的一端铰接；

所述测距模块与所述控制模块连接，用于获取所述连接轴与所述球体之间的第一距离和所述爪体的末端与所述球体的支撑面之间的第二距离，并将所述第一距离和所述第二距离传输至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第一距离、所述第二距离及预设条件向所述驱动模块发送控制指令；

所述驱动模块分别与所述控制模块和所述机械爪连接，用于接收所述控制模块发送的控制指令，并根据所述控制指令驱动所述机械爪动作。

可选的，所述无源机械爪抓取装置还包括输入模块；所述输入模块与所述控制模块连接，用于输入球体半径、爪体长度及静摩擦系数；

所述控制模块根据所述输入的球体半径、爪体长度及静摩擦系数计算得到不同的预设条件，其中每种预设条件对应一种类型的球体和爪体。

可选的，所述测距模块包括第一测距传感器和第二测距传感器；所述第一测距传感器设置在所述连接轴与所述爪体铰接的一端，用于获取所述连接轴与所述球体之间的第一距离；所述第二测距传感器设置在所述爪体的末端，用于获取所述爪体的末端与所述球体的支撑面之间的第二距离。

可选的，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器为红外测距传感器或雷达测距传感器。

本发明实施例的第二方面提供了一种无源机械爪抓取方法，包括：

当机械爪位于球体正上方时，驱动所述机械爪的连接轴旋转并下降；

实时获取所述连接轴与所述球体之间的第一距离，当所述第一距离等于或小于第一预设距离时，驱动所述连接轴停止旋转，并停止下降；

当所述连接轴停止旋转，并停止下降后，实时获取所述机械爪的爪体的末端与球体的支撑面之间的第二距离，当所述第二距离在预设时间间隔内的变化量的绝对值小于预设阈值时，驱动所述连接轴上升，所述爪体在摩擦力作用下将所述球体抓取起来。