專利名稱：柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人手爪，特別涉及一種柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪。
背景技術(shù)：
機(jī)器人手爪作為機(jī)器人關(guān)鍵零部件之一，它是機(jī)器人與環(huán)境相互作用的最后環(huán)節(jié)和執(zhí)行部件，其性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了整個(gè)機(jī)器人的工作性能。工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械部分的設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)的重要部分，雖然工業(yè)機(jī)器人不同于專用設(shè)備，它具有較強(qiáng)的靈活性，但是，要設(shè)計(jì)和制造萬(wàn)能機(jī)器人是不現(xiàn)實(shí)的。不同應(yīng)用領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異比工業(yè)機(jī)器人的其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的差異大得多。 用在工業(yè)上的機(jī)器人的手一般稱之為末端操作器，它是機(jī)器人直接用于抓取和握緊(吸附) 專用工具(如噴槍、扳手、焊具、噴頭等)進(jìn)行操作的部件，它具有模仿人手動(dòng)作的功能，并安裝于機(jī)器人手臂的前端。在機(jī)器人手爪應(yīng)用中，機(jī)器人的手一般由方向的手掌和節(jié)狀的手指組成。手指是直接與工件接觸的部件。收不松開(kāi)和加緊工件，就是通過(guò)手指的張開(kāi)和閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)器人的手部結(jié)構(gòu)形式常取決于被夾持工件的形狀和特性。為了更好的抓取物體，需要手爪在抓取物體時(shí)具有一定的自適應(yīng)性，欠驅(qū)動(dòng)手爪裝置能夠更好的實(shí)現(xiàn)減輕機(jī)器人手部的控制難度，同時(shí)兼顧具有抓取不同形狀、尺寸物體的自適應(yīng)性。同時(shí)雖然各種機(jī)器人手爪在各領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛的應(yīng)用，但是企業(yè)不得不面臨一個(gè)問(wèn)題，就是如何使得機(jī)器人手爪的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，成本更低。因此，設(shè)計(jì)機(jī)器人自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)手爪具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪，本發(fā)明可安裝于工業(yè)機(jī)器人的小手臂端部用來(lái)抓取工件，對(duì)抓取物體具有自適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制難度及制造成本低。一種柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪，包括骨架、活動(dòng)連接于骨架上的左手指和右手指，所述左手指位于骨架的左側(cè)，所述左手指上設(shè)置有左側(cè)孔；所述右手指位于骨架的右側(cè)，所述右手指上設(shè)置有右側(cè)孔；所述骨架上設(shè)置有和所述左側(cè)孔、右側(cè)孔同軸的通孔；所述左側(cè)孔、右側(cè)孔和通孔中設(shè)置有4只滑動(dòng)軸，即第一滑動(dòng)軸、第二滑動(dòng)軸、第四滑動(dòng)軸、 第三滑動(dòng)軸；所述第一滑動(dòng)軸、第二滑動(dòng)軸、第四滑動(dòng)軸、第三滑動(dòng)軸的兩端設(shè)置有8只壓緊彈簧，所述壓緊彈簧的兩個(gè)端面中，一個(gè)端面壓在滑動(dòng)軸上，另一個(gè)端面壓在所述左手指或右手指上；所述左手指的左指尖和所述右手指的右指尖形成一定距離的開(kāi)口度。本發(fā)明的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)是
優(yōu)選地，所述骨架上的通孔和所述4只滑動(dòng)軸為間隙配合，所述左側(cè)孔、右側(cè)孔和所述 4只滑動(dòng)軸之間具有較前者更大的配合間隙。優(yōu)選地，所述左手指的左手指面和所述骨架的左骨架面相匹配；所述右手指的右手指面和所述骨架的右骨架面相匹配。
優(yōu)選地，為了進(jìn)一步減小孔和所述滑動(dòng)軸的滑動(dòng)阻力，所述通孔里面可以設(shè)置軸承，所述左側(cè)孔、右側(cè)孔里面可以設(shè)置軸承。和傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪依靠小手臂的動(dòng)作以完成機(jī)器人手爪抓取工件的動(dòng)作，手爪能夠自動(dòng)適應(yīng)工件的大小，其手指的打開(kāi)和閉合具有柔性，并產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻的抓取力，同時(shí)降低對(duì)控制系統(tǒng)的要求。


圖1是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在裝配狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在拆裝狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在抓取工件過(guò)程中做動(dòng)作演示的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在抓取工件過(guò)程中做動(dòng)作演示的結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在抓取工件后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中
1骨架，2左手指，3右手指，52第三滑動(dòng)軸，5壓緊彈簧，49第一滑動(dòng)軸，50第二滑動(dòng)軸，51第四滑動(dòng)軸，11手掌，12通孔，54右側(cè)孔，53左側(cè)孔，13左骨架面，14右骨架面，65右手指面，66左手指面，34右指尖，21左指尖，33右指環(huán)，22左指環(huán)，80工件。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制， 附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如上所述，本發(fā)明提供了一種柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪，本發(fā)明可安裝于工業(yè)機(jī)器人的小手臂端部用來(lái)抓取工件，本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪依靠小手臂的動(dòng)作以完成機(jī)器人手爪抓取工件的動(dòng)作，手爪能夠自動(dòng)適應(yīng)工件的大小，其手指的打開(kāi)和閉合具有柔性，并產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻的抓取力，同時(shí)降低對(duì)控制系統(tǒng)的要求。在本實(shí)施方式里，以抓取圓柱形工件為例，描述本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪的工作過(guò)程和原理。以下首先描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成。圖1是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在裝配狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明在拆裝狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪包括骨架1、活動(dòng)連接于骨架1上的左手指2和右手指3，所述左手指2位于骨架1的左側(cè)，所述左手指2上設(shè)置有左側(cè)孔53 ；所述右手指3位于骨架1的右側(cè)，所述右手指3上設(shè)置有右側(cè)孔M ；所述骨架 1上設(shè)置有和所述左側(cè)孔53、右側(cè)孔M同軸的通孔12 ；所述左側(cè)孔53、右側(cè)孔M和通孔12 中設(shè)置有4只滑動(dòng)軸，S卩第一滑動(dòng)軸49、第二滑動(dòng)軸50、第四滑動(dòng)軸51、第三滑動(dòng)軸52 ；所述第一滑動(dòng)軸49、第二滑動(dòng)軸50、第四滑動(dòng)軸51、第三滑動(dòng)軸52的兩端設(shè)置有8只壓緊彈簧5，所述壓緊彈簧5的兩個(gè)端面中，一個(gè)端面壓在滑動(dòng)軸上，另一個(gè)端面壓在所述左手指2 或右手指3上；所述左手指2的左指尖21和所述右手指3的右指尖34形成一定距離的開(kāi)口度。更具體地，所述骨架1上的通孔12和所述4只滑動(dòng)軸為間隙配合，所述左側(cè)孔53、 右側(cè)孔M和所述4只滑動(dòng)軸之間具有較前者更大的配合間隙。更具體地，所述左手指2的左手指面66和所述骨架1的左骨架面13相匹配；所述右手指3的右手指面65和所述骨架1的右骨架面14相匹配?？商娲?，為了進(jìn)一步減小孔和所述滑動(dòng)軸的滑動(dòng)阻力，所述通孔12里面可以設(shè)置軸承，所述左側(cè)孔53、右側(cè)孔M里面可以設(shè)置軸承。以下結(jié)合圖1至4，進(jìn)一步描述本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪的工作過(guò)程和工作原理
圖3是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在抓取工件過(guò)程中做動(dòng)作演示的結(jié)構(gòu)示意圖。所述左手指2的左指尖21和所述右手指3的右指尖34形成一定距離的開(kāi)口度。所述開(kāi)口度的大小，應(yīng)該能夠使得當(dāng)手爪向所述工件1運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述左手指2、右手指3能夠打得開(kāi)。所述開(kāi)口度太小的話，所述左手指2、右手指3不一定能夠打得開(kāi)，或者需要非常費(fèi)力，這樣當(dāng)然會(huì)降低本發(fā)明的使用效果。所述左手指2的左指環(huán)22、所述右手指3的右指環(huán) 33和所述工件80的外形相匹配。圖4是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在抓取工件過(guò)程中做動(dòng)作演示的結(jié)構(gòu)示意圖。所述左指尖21、右指尖34接觸所述工件1，隨著手爪的進(jìn)一步向所述工件80方向運(yùn)動(dòng)，所述開(kāi)口度慢慢變大。由于所述開(kāi)口度被所述工件80撐開(kāi)而變大，所述左手指面 66脫離所述左骨架面13，所述彈簧5被進(jìn)一步壓縮，靠近所述工件80的所述彈簧5獲得更大的壓縮量；同樣地，所述右手指面65脫離所述右骨架面14。圖5是本發(fā)明柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪在抓取工件后的結(jié)構(gòu)示意圖。所述彈簧5壓在所述左手指2和右手指3上，所述左手指2、右手指3向中心抱攏，使所述左手指 2、右手指3和所述骨架1上的手掌11共同構(gòu)成包容所述工件80的環(huán)形空間，并實(shí)現(xiàn)對(duì)所述工件80的穩(wěn)定抓取。在本發(fā)明中，所述彈簧5的壓縮量可以隨不同大小的工件而進(jìn)行自由變化，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件的大小。所述左手指2和右手指3的打開(kāi)或者抱攏不需要復(fù)制的動(dòng)作，只需要機(jī)器人的小手臂向工件方向運(yùn)動(dòng)即可，從而簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的動(dòng)作。所述彈簧5都處于壓縮狀態(tài)，受力性能良好，使其具有長(zhǎng)久的使用壽命。最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪，其特征在于組成如下骨架、活動(dòng)連接于骨架上的左手指和右手指，所述左手指位于骨架的左側(cè)，所述左手指上設(shè)置有左側(cè)孔；所述右手指位于骨架的右側(cè)，所述右手指上設(shè)置有右側(cè)孔；所述骨架上設(shè)置有和所述左側(cè)孔、右側(cè)孔同軸的通孔；所述左側(cè)孔、右側(cè)孔和通孔中設(shè)置有4只滑動(dòng)軸，即第一滑動(dòng)軸、第二滑動(dòng)軸、第四滑動(dòng)軸、第三滑動(dòng)軸；所述第一滑動(dòng)軸、第二滑動(dòng)軸、第四滑動(dòng)軸、第三滑動(dòng)軸的兩端設(shè)置有8只壓緊彈簧，所述壓緊彈簧的兩個(gè)端面中，一個(gè)端面壓在滑動(dòng)軸上，另一個(gè)端面壓在所述左手指或右手指上；所述左手指的左指尖和所述右手指的右指尖形成一定距離的開(kāi)口度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪，其特征在于所述骨架上的通孔和所述4只滑動(dòng)軸為間隙配合，所述左側(cè)孔、右側(cè)孔和所述4只滑動(dòng)軸之間具有較前者更大的配合間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪，其特征在于所述左手指的左手指面和所述骨架的左骨架面相匹配；所述右手指的右手指面和所述骨架的右骨架面相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪，其特征在于所述通孔里面可以設(shè)置軸承，所述左側(cè)孔、右側(cè)孔里面可以設(shè)置軸承。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人手爪，特別涉及一種柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪。一種柔性自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手爪，包括骨架、活動(dòng)連接于骨架上的左手指和右手指，所述左手指位于骨架的左側(cè)，所述左手指上設(shè)置有左側(cè)孔；所述右手指位于骨架的右側(cè)，所述右手指上設(shè)置有右側(cè)孔；所述骨架上設(shè)置有和所述左側(cè)孔、右側(cè)孔同軸的通孔；所述左側(cè)孔、右側(cè)孔和通孔中設(shè)置有4只滑動(dòng)軸，所述滑動(dòng)軸的兩端設(shè)置有8只壓緊彈簧，所述壓緊彈簧的兩個(gè)端面中，一個(gè)端面壓在滑動(dòng)軸上，另一個(gè)端面壓在所述左手指或右手指上。本發(fā)明手爪能夠自動(dòng)適應(yīng)工件的大小，其手指的打開(kāi)和閉合具有柔性，并產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻的抓取力，同時(shí)降低對(duì)控制系統(tǒng)的要求。
文檔編號(hào)B25J15/08GK102416624SQ20111042139
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者余勝東 申請(qǐng)人:余勝東