[发明专利]一种高寿命的通用电控机械爪及其夹取物品的判断方法

权利要求书

1.一种高寿命的通用电控机械爪，其特征在于，包括机壳、减速电机、丝杠副、电机驱动板、信号线和两个夹爪，其中：

所述减速电机和驱动板均位于所述机壳内且均安装在所述机壳上，所述电机驱动板与所述减速电机连接，所述信号线的一端与所述电机驱动板连接而另一端露出所述机壳，所述减速电机的输出轴朝上设置；

所述丝杠副包括丝杠及穿装在所述丝杠上的丝杠螺母，所述丝杠与所述减速电机的输出轴同轴连接，所述丝杠螺母包括穿装在所述丝杠上的螺母本体及固设在所述螺母本体上的两个连接部，每个所述连接部上均设置有水平的圆形销轴，每个所述圆形销轴分别连接一所述夹爪；

对于每个所述夹爪而言，其包括U形连杆和指节，所述U形连杆与所述指节的下端固连，所述U形连杆的开口叉入所述圆形销轴，以使U形连杆在圆形销轴的带动下相对圆形销轴移动和转动，所述U形连杆的上端通过铰轴可转动安装在所述机壳上，所述铰轴和所述圆形销轴相互平行。

2.根据权利要求1所述的一种高寿命的通用电控机械爪，其特征在于，所述机壳内设置有用于对丝杠螺母的上下移动进行导向的竖直隧道。

3.根据权利要求1所述的一种高寿命的通用电控机械爪，其特征在于，所述机壳包括外壳、侧面上盖和侧面下盖，所述侧面上盖和侧面下盖分别盖合在所述外壳的上部和下部。

4.根据权利要求1所述的一种高寿命的通用电控机械爪，其特征在于，所述铰轴通过滚珠轴承可转动安装在所述机壳上。

5.根据权利要求1所述的一种高寿命的通用电控机械爪，其特征在于，所述信号线上套接有护线套，所述护线套的一端伸入所述机壳内并且此端与所述机壳密封连接。

6.根据权利要求1所述的一种高寿命的通用电控机械爪，其特征在于，每个所述夹爪上均设置有安装孔，以用于安装不同形状的夹指。

7.权利要求1～6中任一所述的一种高寿命的通用电控机械爪夹取物品的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)令T为减速电机的输出扭矩，则U形连杆与圆形销轴接触的部位受到的竖直力F分析如下：

F＝T/((D/2)*tan(α+β))；

其中，D为丝杠的螺纹中径，α为丝杠的螺纹升角且α＝tan^-1(L_d/πD)，L_d为丝杠的螺纹牙距；β为当量摩擦角且β＝tan^-1f，f为丝杠与丝杠螺母组成的丝杠副的当量摩擦系数；

2)竖直力F分解成F₁和F₂两个垂直的力，其中F₁的方向垂直于U形连杆，F₂的方向平行于U形连杆，F₁为拖动U形连杆旋转的力，F₁＝F*cosρ，ρ为F₁与F之间的夹角；

则指节的上端也受到力F₁的作用，反向的力F₁在指节的上端分解成F_d和F_m，F_d垂直于指节，F_m平行于指节，F_d为拖动指节旋转的力，并且F_d＝F₁*cosθ，θ为F_d与F₁之间的夹角；

其中，为指节的长度方向与竖直方向形成的钝角，γ为指节的长度方向与F_d的夹角；

θ为动态角，随着指节的转动而变，定义θ_i和F_i为指节启动瞬间的θ角和对应的把持力，θ_z和F_z为指节停止瞬间的θ角和对应的把持力，则：

F_i＝F₁*cosθ_i；F_z＝F₁*cosθ_z；

4)和ρ根据夹爪大小确定或测量，减速电机选定好以后，获得把持力F_i和F_z，根据F_i和F_z，在两个夹爪夹取物品之前对物品的性质和承受力进行判断，判断夹爪能否夹取物品，从而保证物品不会被损坏。