[发明专利]一种新型抓握一体化三指刚柔混合灵巧手

说明书

本发明提出一种新型的可实现抓握动作一体化进行的灵巧手结构，其特点在于，通过手指末端的机械结构和绳驱动与带驱动的协调作业下，实现抓起、紧握两个动作的一体化进行。该灵巧手的结构为三指节，并使用柔性材料进行连接，末端指节为适合进行抓握一体工作的楔形，并采用由绳和带来带动的欠驱动，回复力则由扭转弹簧，拉伸弹簧等诸如此类原理相似的弹性元件提供。这种灵巧手结构具有具有较强的批量加工优势，满足大批量生产的条件。抓握动作具有连续且快速进行，并且抓握力矩稳定且稳固的特点。

技术领域

本发明属于机械手领域，提出一种新的抓取模式

研究背景

目前市面上的物流机械手夹取功能单一：当物品尺寸过大或过小，物品易形变时，仅有夹取功能的机械手存在不规则物体抓取困难的问题；仅装配吸盘的物流机械手存在对网状、表面不光滑物体无法进行吸附问题等。

综上所述，本机械手采用切换高低摩擦抓取状态的抓取方式，在保持机械手精准抓取优点的同时，引入低摩擦系数的尼龙带，可进行强力抓取，以实现抓握一体化的抓取模式。

发明内容

本发明的目的在于设计一种新型抓取模式的机械手，基本可以解决上述研究背景中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

(1)柔性关节设计；

(2)绳驱动设计；

(3)扭转弹簧复位设计；

(4)低摩擦系数包覆带设计；

(5)电机速度可单独控制；

作为本发明进一步的方案：所述的柔性关节，其特征在于：成本低，防滑性好，再加上其为弹性材料，有更好的抗疲劳强度和能量吸收能力，具有很大的柔性和强度。

作为本发明进一步的方案：所述的绳驱动设计，其特征在于：和人体肌腱的传动原理一致，符合仿生学。可以使质量较大的电机远离末端执行机构，可以减轻末端执行器的惯量，提升动态性能，而且绳驱动几何空间占用少，非常适合复杂物流环境中。

作为本发明进一步的方案：所述的扭转弹簧复位设计，其特征在于：可以使机械手手指在抓取完成后可以更好的复位。

作为本发明进一步的方案：所述的低摩擦系数包覆带设计，其特征在于：在保持物流灵巧手精准抓取优点的同时，引入低摩擦系数的尼龙带，可进行强力抓取进行包覆，提高抓取成功率。

此机械手通过高低摩擦相结合的方式，保证了抓取分拣的高效率，同时可完成对吸盘无法吸附的物品的拾取分拣工作。执行器机械手指部分采用欠驱动设计，手指自适应性高，降低了物流分拣系统对3D深度视觉方面算法的要求。三根手指每根都可以单独控制电机速度进行正反转，从而摆出不同的抓取姿态。由于手指内部采用柔性带结构，因此在无需外界传感器的控制下，抓手就可以抓取不同物品，同时还可以实现由捏取向抓握状态的切换。

附图说明：

图1是机械手整体示意图

其中：1.楔形结构

2.柔性橡胶材料

3.内部装有扭转弹簧

4.绳、带驱动的电机

图2是低摩擦系数包覆带示意图

图3是柔性关节结构示意图

图4是驱动绳示意图

图5是复位时所需要的扭转弹簧示意图

具体实施方式

一种新型抓握一体化三指刚柔混合灵巧手，所述的主要结构包括柔性关节、低摩擦系数包覆带、驱动绳和控制系统，所述制作方法包括以下步骤：

用solidworks软件建模，并采用3D打印方式制作出零件。