[发明专利]一种新型手指分体、机械手及其抓取方法

说明书

本发明公开一种新型手指分体、机械手及其抓取方法，涉及机械手技术领域，所述手指分体呈筒状，由一平行四边形的桁架结构围成，所述桁架结构包括竖直设置的中部连接杆以及分布在所述中部连接杆两侧的若干侧部连接杆，若干所述侧部连接杆向一个方向倾斜设置，且各所述侧部连接杆的倾斜角度自中间向两边逐渐递减；本发明中手指分体仅通过施加扭转力矩即可实现弯曲，整体装置和弯曲过程更加简单；手指分体采用刚性材料制成时，在弯曲状态下仍然能够具有足够的刚性，不易产生形变，能够保证抓取物体的稳定性。

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，特别是涉及一种新型手指分体、机械手及其抓取方法。

背景技术

为了实现各种复杂的抓取任务，包括柔性物体、刚性物体、圆形物体、不规则物体等的抓取，机械手必须具有灵活的结构以及足够的抓力。现有机械手可分为柔性机械手与刚性机械手。

现有柔性机械手通常采用柔性材料制成，通过对手指两侧结构进行不同设计实现手指在气动或液压作用下的弯曲，抓取物体时容易产生抓力不足现象，对手指材料的性能要求较高，如申请号为“201710269658.6”，名称为“一种柔性机械手”的发明专利；现有刚性机械手大多由多个类人体指关节构成，制作成本高、结构复杂，如申请号为“201810864187.8”，名称为“机械手指和机械手”的发明专利，在实际使用过程中，刚性机械手需要强大的软件程序配合使用实现抓取动作，由于手指上布有大量不同类型小型传感器，极易发生故障。在抓取一些具有圆润表面的物体时，由于刚性机械手主要靠关节处角度变化实现抓取，而手指分体并没有形变性能，因此受力点较少，容易发生抓取不牢以及应力集中现象。

因此，亟需一种结构简单、抓取效果好的机械手。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型手指分体、机械手及其抓取方法，以解决现有技术存在的问题，在弯曲状态下仍然能够具有足够的刚性，不易产生形变，能够保证抓取物体的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种手指分体，所述手指分体呈筒状，由一平行四边形的桁架结构围成，所述桁架结构包括竖直设置的中部连接杆以及分布在所述中部连接杆两侧的若干侧部连接杆，若干所述侧部连接杆向一个方向倾斜设置，且各所述侧部连接杆的倾斜角度自中间向两边逐渐递减。

优选的，所述桁架结构相对于中心对称。

优选的，所述桁架结构中所述中部连接杆一侧的若干所述侧部连接杆的底端间隔距离相等。

优选的，所述中部连接杆以及所述侧部连接杆共有10根，在所述桁架结构中的倾斜角度自两边向中间逐渐递增，所述侧部连接杆至所述中部连接杆的倾斜角度依次为62.16°、65.27°、71.73°、78.35°、82.79°、90°。

优选的，所述侧部连接杆以及所述中部连接杆的材质均为65Mn。

本发明还提供一种机械手，包括若干机械手指，所述机械手指包括底座，所述底座上固定有动力机构，所述动力机构的输出轴与一软轴连接，所述软轴外部套设有上述的手指分体，所述软轴的顶端通过一固定板与所述手指分体的顶部固定连接；所述手指分体中最长的所述侧部连接杆的底端位于所述机械手指的弯曲方向的最外侧。

优选的，每根所述机械手指中均自上而下连接有多个所述手指分体，相邻所述手指分体通过连接环连接，相邻两所述手指分体中最长的所述侧部连接杆的端部固定在所述连接环同一位置区域内；顶部的所述手指分体通过所述固定板与所述软轴顶部连接，底部的所述手指分体中最长的所述侧部连接杆的底端位于所述机械手指弯曲方向的最外侧。

优选的，所述机械手指为3根，每根所述机械手指弯曲至最大角度时，3 根所述机械手指的顶部交叠。

优选的，所述动力机构为伺服电机。