[发明专利]一种自锁式欠驱动夹持器及其结构优化方法

说明书

本发明公开了一种自锁式欠驱动夹持器及其结构优化方法，所述自锁式欠驱动夹持器包括驱动机构，所述驱动机构的上部安装着左右对称且结构相同的首指节组件，所述首指节组件上部安装着中指节组件，所述中指节组件上部安装着末指节组件。本发明提供的自锁式欠驱动夹持器不仅能够实现多尺寸圆盘工件的自适应包络抓取，而且能实现夹持过程中的自锁，避免了稍重型工件抓取时易脱落的问题，提高了夹持的牢靠性、稳定性和精确性。夹持器的结构优化方法实现了结构参数的全局优化，保证了夹持器在工件自锁夹持时的力平衡。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，尤其涉及到机器人的夹持器及其结构优化方法。

背景技术

随着市场产品的配套类型增加，多品种、小批量工件在自动化生产线上不断涌现。工业机器人已经成为自动化生产线上的主角。为了应付生产中的工件搬运，机器人通常需要频繁更换夹具，降低了生产线效率。

近年来一种基于欠秩原理的欠驱动机构开始兴起，因欠驱动机构具有自适应包络的优点，能满足生产线上“一对多”的夹持方式，得到了国内外学者关注并成为研究热点。因此基于欠秩机构原理设计新型夹持器有助于解决工件搬运过程中机器人对多外形、多尺寸工件的夹持需求。但由于欠驱动机构往往采用多关节指形机构，目前设计时多基于工程经验，因此机构在包络夹持时常会因各指节达不到力平衡而降低稳定性和精确性。此外，现有欠驱动机构大多不具有自锁功能，在抓取稍重型工件时会出现脱落导致发生危险工况。

申请号为“202011408245.X”的发明专利，公开了一种机器人端拾器及其结构优化方法。该专利基于欠秩机构原理设计了具有自适应包络抓取的新型端拾器。但该端拾器主要依靠弹簧自身拉力来夹取工件，不具备自锁能力，只适用于轻型类工件，对于稍重型工件会存在有滑落的风险，导致安全事故发生。此外，由于夹紧力较小，工件可能出现摇晃、抖动的情况，牢靠性、稳定性和定位精度较差，甚者影响设备正常运行。

因此在基于欠秩机构原理设计新型夹持器并完成自锁功能的基础上，针对其开展相应结构优化方法设计，有助于提高机器人夹持工件的有效性和稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题和不足，将欠秩机构原理的自适应包络抓取多形状物件的技术结合到机器人夹持器上，提供一种夹持牢靠、稳定、定位精确且具备自锁能力的自锁式欠驱动夹持器。

为了达到上述目的，本发明采取如下的技术方案予以实现：

一种自锁式欠驱动夹持器，包括驱动机构1，所述驱动机构1的上端面安装着镜像对称设置的夹持机构，所述夹持机构自下而上由首指节组件2、中指节组件3和末指节组件4相连构成。

所述的驱动机构1包括气缸体5，所述气缸体5上端面左右隔离安装有镜像对称的气动滑块6，所述气动滑块6上通过螺栓固定连接有传动滑块7，所述传动滑块7上方转动连接着驱动连杆8的下端，所述驱动连杆8的上端转动连接着首指节传动连杆9的下端，所述气缸体5的后端对应传动滑块(7)固定设置有镜像对称的支撑臂10，所述首指节传动连杆9的上端与支撑臂10上端的转轴转动连接；