[发明专利]一种软轴传动的刚柔耦合手指四指欠驱动机械手

说明书

本发明涉及一种软轴传动的刚柔耦合手指四指欠驱动机械手，包括：手掌部分包括主机架，其下方安装升降步进电机，其输出轴与穿设于主机架中部滚珠丝杆连接，滚珠丝杆的顶端连接有与主机架平行设置的连接板；手指部分包括位于主机架与连接板之间、随丝杆螺母沿滚珠丝杆上下滑动的滑动板，滑动板上沿圆周方向连接多根连杆，每根连杆的末端连接一个手指组件；旋转传动部分包括：指根轴，多个指根轴沿圆周一圈均匀设于主机架上，并分别穿设于手指连接座中，指根轴传动连接，并分别通过软轴与手指组件连接。本发明工作空间大，可控性高，适用于物流行业、柔性生产线等目标物体形状、尺寸多样，尤其适用于抓取可靠性、安全性有较高要求的场合。

技术领域

本发明涉及一种欠驱动机械手，尤其是一种软轴传动的刚柔耦合手指四指欠驱动机械手，属于机器人、自动化应用技术领域，可用于农产品采摘、食品分拣与输送、工业品上下料抓取、商品物流包装等行业。

背景技术

欠驱动机械手是指驱动元件个数小于自由度数目的多指节机械手，因其对被抓取形状能够被动自适应，且驱动元件少，故此抓取范围广泛、控制简单、出力大、负载能力好。

目前欠驱动机械手多采用连杆传动或腱传动方式，连杆方式负载能力强，但由于连杆自身的干涉，其有效工作空间受到限制；腱传动多采用绳驱动方式，自由度高，灵活性强，但有效负载较小。此外，采用前述传动方案的欠驱动机械手的欠驱动环节与两主动环节有相关关系，即欠驱动环节的角度一直会受到两主动环节角度的影响，不能只考虑目标物体外形影响，因此其状态判断、姿态解析较为复杂，因此无法根据实际状态进行调整。

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软轴传动的刚柔耦合手指四指欠驱动机械手，利用软轴传动的四指欠驱动机械手结构的兼容性，能够实现软轴传动下的可靠抓取。

本发明所采用的技术方案如下：

一种软轴传动的刚柔耦合手指四指欠驱动机械手，包括：

手掌部分，所述手掌部分包括：主机架，其下方安装有升降步进电机，其输出轴与穿设于主机架中部滚珠丝杆的底端连接，滚珠丝杆的顶端连接有一块与主机架的上表面平行设置的连接板；

手指部分，所述手指部分包括：位于主机架与连接板之间、随丝杆螺母沿所述滚珠丝杆上下移动的滑动板，所述滑动板上沿圆周方向连接多根连杆，每根连杆的末端连接一个手指组件；所述手指组件包括三部分：一端通过手指连接座与主机架转动连接的指根节、与指根节通过一组带预紧力调节装置的扭弹簧连接的指中节、以及与指中节另一端通过轴套及第一短轴、光轴转动连接的指尖节；

旋转传动部分，所述传动部分包括：指根轴，多个所述指根轴沿圆周一圈均匀设于主机架中，位于主机架上方的指根轴部分通过带轮及同步带传动连接，位于主机架下方的指根轴部分分别穿设于所述手指连接座中，并分别通过软轴与所述第一短轴连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

指根节的结构为：包括两个间隔平行设置的第一侧板，第一侧板两端设有通孔，两第一侧板上端通孔分别通过耐磨铜套及第二短轴与手指连接座下部两侧对称设置的两立式轴座铰接。

两第一侧板中部安装有与连杆末端铰接的铰链支座。

指中节的结构为：包括两个间隔平行设置、分别与两第一侧板连接的第二侧板，每侧的第一侧板与第二侧板之间通过耐磨铜套安装有一调节轴，调节轴通过固定螺栓与第二侧板固定。

带预紧力调节装置的扭弹簧的结构为：包括调节旋钮，其通过内部自带的铜质顶丝安装在所述调节轴外侧一端，调节轴内侧一端穿过所述扭弹簧、弹簧拨片并用固定螺母将弹簧拨片紧固在调节轴上，扭弹簧一端通过限制螺栓夹紧在第一侧板上，另一端顶住弹簧拨片。