本發(fā)明涉及一種繩驅(qū)聯(lián)動(dòng)的機(jī)械夾持裝置，屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

機(jī)械臂手爪種類繁多，原理、結(jié)構(gòu)各不相同，適用范圍也相去甚遠(yuǎn)。手爪的設(shè)計(jì)擴(kuò)展了機(jī)械臂的功能，使機(jī)械臂能適應(yīng)不同的工作要求。為了完成更加復(fù)雜和精細(xì)的操作任務(wù)，機(jī)械臂手爪朝著多自由度、多適應(yīng)性的方向發(fā)展，也造成手爪的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜、造價(jià)越來越昂貴。隨著機(jī)械臂在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越普遍，多適應(yīng)性但是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉的手爪原來越受到人們的青睞。目前手爪的傳動(dòng)方式有傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)、氣動(dòng)等多種方式，其中繩驅(qū)以其獨(dú)特的優(yōu)勢在手爪的設(shè)計(jì)中占據(jù)了不小的比重。采用繩索驅(qū)動(dòng)可以將動(dòng)力向較遠(yuǎn)的地方傳輸，同時(shí)保證設(shè)備整體的尺寸不至于過大。但是為每個(gè)繩索提供驅(qū)動(dòng)的電機(jī)則成本較高，不適合推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明通過提供一種繩驅(qū)聯(lián)動(dòng)的機(jī)械夾持裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種繩驅(qū)聯(lián)動(dòng)的機(jī)械夾持裝置，包括基座、第一級指節(jié)和第二級指節(jié)；其中，第一級指節(jié)基于鉸鏈與基座連接，第二級指節(jié)基于鉸鏈與第二級指節(jié)連接；第一級指節(jié)依數(shù)量形成在平面內(nèi)的均等分布；所述基座內(nèi)部包括與第一級指節(jié)數(shù)量一致的開闔線單元和收縮線單元，所述開闔線單元和收縮線單元各引出對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)線，標(biāo)記其為開闔線和收縮線，所述開闔線和收縮線位于鉸鏈的兩邊；開闔線單元和收縮線單元通過牽引各自的驅(qū)動(dòng)線以產(chǎn)生力矩差，基于力矩差驅(qū)動(dòng)指節(jié)。

優(yōu)選地，所述收縮線單元包括伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、絲桿、滑塊、滑輪和收縮線；其中，伺服電機(jī)連接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器與絲桿、滑塊形成螺旋機(jī)構(gòu)以移動(dòng)滑塊，通過滑塊的位移繃緊/放松收縮線，所述收縮線穿過第一級指節(jié)與位于第二級指節(jié)內(nèi)的固定點(diǎn)連接。

優(yōu)選地，所述第一級指節(jié)和第二級指節(jié)還包括若干銷軸，所述銷軸用于限制收縮線的位置。

優(yōu)選地，開闔線單元包括鎖緊蝸桿、渦輪和開闔線，所述鎖緊蝸桿與渦輪形成張緊結(jié)構(gòu)，所述開闔線連接渦輪，通過旋轉(zhuǎn)鎖緊蝸桿帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，通過渦輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)開闔線的張力。

優(yōu)選地，所述第二級指節(jié)設(shè)置有拉伸彈簧，所述拉伸彈簧連接開闔線。

優(yōu)選地，所述第二級指節(jié)設(shè)置有用于安置拉伸彈簧的固定腔體。

本發(fā)明的有益效果為通過不在一條直線上的兩條驅(qū)動(dòng)線產(chǎn)生的不同的力矩來推動(dòng)指節(jié)運(yùn)動(dòng)，基于彈簧的彈力改變力矩以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)歸位，使用滑輪同時(shí)連接指節(jié)的收縮線以節(jié)省電機(jī)的設(shè)置，可以節(jié)約裝置的成本。

附圖說明

圖1所示為基于本發(fā)明實(shí)施例的一種繩驅(qū)聯(lián)動(dòng)的機(jī)械夾持裝置的剖視圖；

圖2所示為基于本發(fā)明實(shí)施例的一種繩驅(qū)聯(lián)動(dòng)的機(jī)械夾持裝置的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。

基于發(fā)明的實(shí)施例，如圖1和圖2所示一種繩驅(qū)聯(lián)動(dòng)的機(jī)械夾持裝置的剖視圖和結(jié)構(gòu)圖，包括基座1、第一級指節(jié)2和第二級指節(jié)3；其中，第一級指節(jié)基于鉸鏈4與基座連接，第二級指節(jié)基于鉸鏈4與第二級指節(jié)連接；第一級指節(jié)依數(shù)量形成在平面內(nèi)的均等分布；所述基座內(nèi)部包括與第一級指節(jié)數(shù)量一致的開闔線單元和收縮線單元，所述開闔線單元和收縮線單元各引出對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)線，標(biāo)記其為開闔線5和收縮線6，所述開闔線和收縮線位于鉸鏈的兩邊；開闔線單元和收縮線單元通過牽引各自的驅(qū)動(dòng)線以產(chǎn)生力矩差，基于力矩差驅(qū)動(dòng)指節(jié)。

基座作為動(dòng)力源牽引繩線來驅(qū)動(dòng)指節(jié)，指節(jié)與基座之間使用鉸鏈連接，在指節(jié)內(nèi)有兩條繩線，兩條繩線不處于同一條直線上，因?yàn)槔K線不處于一條直線，因此，在繃緊受力的情況下，對指節(jié)造成的力會(huì)產(chǎn)生夾角，由于力的合成導(dǎo)致出現(xiàn)一個(gè)驅(qū)動(dòng)指節(jié)向某一方向的合成力，由于鉸鏈的限制，該合成力形成一個(gè)針對鉸鏈的力矩，使指節(jié)繞著鉸鏈運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行夾持或者松開的動(dòng)作。

由于要夾持物品，因此需要至少兩個(gè)指節(jié)的結(jié)合，分布位置為在平面內(nèi)（即以基座為平面，指節(jié)均等的分布于基座上），按照指節(jié)數(shù)量平均分布，即兩個(gè)指節(jié)則為對稱分布，3個(gè)的時(shí)候則形成120°分布，4個(gè)的時(shí)候則形成90°分布，即兩兩對稱。

所述收縮線單元包括伺服電機(jī)7、聯(lián)軸器8、絲桿9、滑塊10、滑輪11和收縮線；其中，伺服電機(jī)連接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器與絲桿、滑塊形成螺旋機(jī)構(gòu)以移動(dòng)滑塊，通過滑塊的位移繃緊/放松收縮線，所述收縮線穿過第一級指節(jié)與位于第二級指節(jié)內(nèi)的固定點(diǎn)12連接。

滑輪安置于滑塊上，而滑塊則基于螺旋機(jī)構(gòu)得以上下移動(dòng)，滑輪運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)壓迫或者解放收縮線，從而改變收縮線的張力，由于收縮線的末端固定與第二級指節(jié)，因此會(huì)導(dǎo)致第二級指節(jié)向內(nèi)進(jìn)行夾持動(dòng)作。

根據(jù)需求，第一級指節(jié)可以存在多個(gè)，將其對應(yīng)數(shù)量的收縮線，全部連接到一個(gè)滑輪上，這樣可以節(jié)省電機(jī)。

所述第一級指節(jié)和第二級指節(jié)還包括若干銷軸13，所述銷軸用于限制收縮線的位置。

銷軸主要用于擺放收縮線，通過不同的角度以達(dá)到最合適的力矩的形成。

開闔線單元包括鎖緊蝸桿14、渦輪15和開闔線，所述鎖緊蝸桿與渦輪形成張緊結(jié)構(gòu)，所述開闔線連接渦輪，通過旋轉(zhuǎn)鎖緊蝸桿帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，通過渦輪旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)開闔線的張力。

鎖緊蝸桿、渦輪形成張緊機(jī)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)鎖緊蝸桿可以張緊繩線，旋轉(zhuǎn)鎖緊蝸桿帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，從而使繩線纏繞在渦輪上，從而調(diào)節(jié)恢復(fù)繩的張力。

所述第二級指節(jié)設(shè)置有拉伸彈簧16，所述拉伸彈簧連接開闔線。

基于彈簧的回復(fù)作用，能夠在放松收縮線的情況下，改變合成力的方向，形成驅(qū)動(dòng)指節(jié)向外擴(kuò)張的運(yùn)動(dòng)。

所述第二級指節(jié)設(shè)置有用于安置拉伸彈簧的固定腔體17。

以上所述，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)其技術(shù)方案和/或?qū)嵤┓绞娇梢杂懈鞣N不同的修改和變化。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種繩驅(qū)聯(lián)動(dòng)的機(jī)械夾持裝置，包括基座、第一級指節(jié)和第二級指節(jié)；其中，第一級指節(jié)基于鉸鏈與基座連接，第二級指節(jié)基于鉸鏈與第二級指節(jié)連接；所述基座內(nèi)部包括與第一級指節(jié)數(shù)量一致的開闔線單元和收縮線單元，所述開闔線單元和收縮線單元各引出對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)線，標(biāo)記其為開闔線和收縮線，所述開闔線和收縮線不處于同一直線；開闔線單元和收縮線單元通過牽引各自的驅(qū)動(dòng)線以產(chǎn)生力矩差，基于力矩差驅(qū)動(dòng)指節(jié)。本發(fā)明通過不在一條直線上的兩條驅(qū)動(dòng)線產(chǎn)生的不同的力矩來推動(dòng)指節(jié)運(yùn)動(dòng)，基于彈簧的彈力改變力矩以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)歸位，使用滑輪同時(shí)連接指節(jié)的收縮線以節(jié)省電機(jī)的設(shè)置，可以節(jié)約裝置的成本。

技術(shù)研發(fā)人員：徐文福;汪欣;韓亮;梁斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院
技術(shù)研發(fā)日：2017.02.27
技術(shù)公布日：2017.07.07