[发明专利]可换多种手指与指尖甲的灵巧柔触末端执行器

说明书

本发明涉及一种可换多种手指与指尖甲的灵巧柔触末端执行器，包括手掌部和手指部；所述手掌部的包括固定板，其通过两根导柱拉杆连接有底板，位于底板与固定板之间的两根导柱拉杆上同时套设有一块推板，固定板上安装有气缸，其活塞杆伸出固定板底面后与推板连接；推板上铰接三根弯二力杆；底板下方设有与其平行设置的、通过所述驱动机构带动相互啮合的前齿轮和后齿轮，前齿轮和后齿轮共连接有与弯二力杆连接的直角弯板指根；所述手指部的结构为：包括分别固定在三个直角弯板指根上的手指部件。本发明实现复杂对象的抓取，具有精度高速度快等优点。

技术领域

本发明涉及工业机械手技术领域，尤其是一种可换多种手指与指尖甲的灵巧柔触末端执行器。

背景技术

末端执行器又称为机械手、末端抓持器，是机器人抓取物体的操作工具，由于抓取对象的复杂性：材料性质、形状尺寸及位置状态的差别较大：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)，同时，就形状尺寸的适应性看，不同尺寸的长方体、圆柱体、球体、椭球体、三棱柱体是最常见的形状。目前的末端执行器是不能通用地、可靠地抓持前述的复杂对象。就接触状态看，手指刚性骨架表面粘贴橡胶，末端执行器刚性骨架外橡胶与物体的接触是半柔性接触，接触力分布差别大；或者是软体手指，因为没有骨架所以不能承受较大接触力，且接触力分布也不均匀。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的可换多种手指与指尖甲的灵巧柔触末端执行器，适应垂直、水平抓取各种形状复杂的物体，抓取范围广，转位精度高、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：

一种可换多种手指与指尖甲的灵巧柔触末端执行器，包括手掌部和手指部；所述手掌部的结构为：包括固定板，其通过两根导柱拉杆连接有与固定板平行设置的底板，位于底板与固定板之间的两根导柱拉杆上同时套设有一块推板，固定板上安装有气缸，其活塞杆伸出固定板底面后与推板连接；推板底面上一侧的两端分别铰接有两条转动杆，两条转动杆的端部各连接一个驱动短铰链座，推板底面上另一侧连接有与两个驱动短铰链座中心等高设置的驱动长铰链座，两个驱动短铰链座和驱动长铰链座上分别与一根弯二力杆的一端铰接；底板上一侧安装有驱动机构，底板下方设有与其平行设置的、通过所述驱动机构带动相互啮合的前齿轮和后齿轮，前齿轮和后齿轮的下端面上各连接一个短双耳铰链座，底板上另一侧安装有与两个双耳铰链座中心等高的长双耳铰链座，两个双耳铰链座和长双耳铰链座上各铰接有一个直角弯板指根，三个直角弯板指根分别和三根弯二力杆的另一端铰接；所述手指部的结构为：包括分别固定在三个直角弯板指根上的手指部件，所述手指部件采用镶嵌软橡胶手指、涡卷弹簧张紧平带手指、或扭弹簧张紧平带手指。

作为上述技术方案的进一步改进：

每个三个直角弯板指根呈直角三角形，其中一条直角边的两端分别与所述弯二力杆、双耳铰链座或长双耳铰链座铰接，另一条直角边上连接所述手指部件。

所述镶嵌软橡胶手指的结构为：包括第一骨架，其顶部为竖直段，其中部开有与直角弯板指根连接的安装孔，第一骨架的底部通过联结板与指尖甲固定连接；在第一骨架的顶部和底部之间形成折弯凹槽，其内嵌入软橡胶，软橡胶的三个侧面粘结在凹槽内壁上，并用自攻螺钉加强固定；软橡胶采用橡胶材质或在橡胶材质中设置加强网布。

所述涡卷弹簧张紧平带手指的结构为：包括第二骨架，其顶部为竖直段，其上开有与直角弯板指根连接的安装孔，竖直段向下延伸有折弯段；竖直段的底部通过带孔支撑座固定连接有涡卷弹簧张紧部件，其与平带的一端连接，平带的另一端延伸至所述折弯段底部，并通过联结板同时将平带、指尖甲固定在第二骨架上；平带采用弹性材质，或者在弹性材质中设置加强网布。