一種平穩(wěn)易控的抓取機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機器人技術領域，尤其是涉及一種平穩(wěn)性好的抓取機械手。
【背景技術】
[0002]目前，隨著空間機構學與機電控制技術的發(fā)展，以串聯(lián)、并聯(lián)機器人為代表的各類機器人在工業(yè)自動化中已獲得廣泛應用；同時，隨著人類活動空間的不斷延伸，面向危險條件和極端環(huán)境的機器人技術也正在成為研究熱點。
[0003]在工業(yè)自動化以及在危險條件和極端環(huán)境下使用的機器人，一般須依據(jù)機器人運動學正解或逆解，通過軟件算法，控制伺服電機驅動原動件，實現(xiàn)末端執(zhí)行器按照預期的軌跡運動，最終以確定的姿態(tài)到達其工作位置點，進而通過其末端執(zhí)行器上配備的專設機構完成其功能任務，這里，末端執(zhí)行器上配備的專設機構依據(jù)任務不同而異，具有非標準化的特點。然而，現(xiàn)有末端執(zhí)行器中的機械手抓取裝置，主要技術難點在于如何解決抓取動作的平穩(wěn)性、抓取力的可控性問題。因傳統(tǒng)齒輪驅動必伴隨振動，若用作抓取裝置有抓取力振幅波動大、抓取過程平穩(wěn)性差的缺陷，在實際抓取過程中，因抓取對象的材質各異，對機械抓取裝置的抓取力要求也不同。因此，最大限度地提高機械手抓取性能，是機械手驅動技術的首要問題。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種平穩(wěn)易控的抓取機械手，解決現(xiàn)有機械手在移動過程中振動大，抓取穩(wěn)定性差的問題。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種平穩(wěn)易控的抓取機械手，至少包括2個沿圓周方向設置的機械手指，所述的機械手指包括銷軸活動連接的指根部和指端部；還包括與驅動源連接做旋轉運動的圓弧槽凸輪及燕尾槽凸輪。
[0006]所述指根部的底部設置有燕尾結構及限位銷，所述燕尾槽凸輪上設置有一組與燕尾結構相配合的燕尾槽，在燕尾槽的底部設置有條形孔；所述圓弧槽凸輪上設置有一組圓弧槽，所述限位銷穿過條形孔置于圓弧槽內。
[0007]為減小指根部的振動對指端部的影響，所述燕尾槽凸輪上設置有一組關節(jié)支架，所述指根部、燕尾結構及限位銷均固定設置在關節(jié)支架上；在關節(jié)支架與指端部間設置有柱塞式液壓缸。
[0008]為檢測被抓取物件的受力大小，方便柱塞式液壓缸進行調整，所述指端部與抓取物接觸的內接觸面上設置有彈性片，在彈性片的背面設置有用于檢測彈性片變形程度的壓力應變片。
[0009]為感知被測物體各方向的受力大小，方便對跟關節(jié)的移動量進行調整，所述圓弧槽凸輪的下方還設置有用于檢測被抓取物體各方向受力的六維力傳感器。
[0010]為方便與機械臂對接，所述六維力傳感器的下方連接設置有下連接法蘭，所述驅動源固定在下連接法蘭上；還設置有與機械臂連接的安裝法蘭面，安裝法蘭面與下連接法蘭間設置有一組連接螺桿。
[0011]優(yōu)選的，所述機械手指設置有3個。所述圓弧槽的設置有3個，且在圓弧槽凸輪上沿圓周方向均勻設置，3個圓弧槽的弧度相同；所述燕尾槽凸輪上沿圓周方向均勻設置有3個燕尾槽，燕尾槽沿燕尾槽凸輪的半徑方向設置。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型通過燕尾槽凸輪、柱塞式液壓缸及彈性片的一整套結構設計成功地解決了抓取不穩(wěn)定、振動沖擊大、抓取力難控制的關鍵問題。所述燕尾槽凸輪通過燕尾槽結構將圓弧槽凸輪的旋轉運動分解成指根部的直線運動，提高了運動的平穩(wěn)性，實現(xiàn)了機械手關節(jié)支架大范圍的開合。所述柱塞式液壓缸能夠減小甚至中斷關節(jié)支架振動對指端部的沖擊，提高指端部的穩(wěn)定性，與剛性連桿相比，柱塞式液壓缸可動部件可調節(jié)行程，抗沖力性能強。所述彈性片能夠時時感知被抓取物的受力情況，從而調節(jié)柱塞式液壓缸的行程對抓取力進行調整。多手指、多關節(jié)液壓驅動機械手的根關節(jié)和指關節(jié)驅動器的特殊設計，有結構緊湊、抓取平穩(wěn)性好，抓取力大小靈活可控等特點，滿足了機械手體積小型化、重量輕、抓取平穩(wěn)和控制性能優(yōu)的特殊要求。
[0013]以下將結合附圖和實施例，對本實用新型進行較為詳細的說明。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的立體結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型的中圓弧槽凸輪的立體結構示意圖。
[0016]圖3為本實用新型中關節(jié)支架的立體結構示意圖。
[0017]圖4為本實用新型中燕尾槽凸輪正面結構的示意圖。
[0018]圖5為本實用新型中燕尾槽凸輪背面結構的示意圖。
[0019]圖6為本實用新型中柱塞式液壓缸的剖視圖。
[0020]圖7為本實用新型中指端部的結構示意圖。
[0021]圖8為本實用新型中上連接法蘭的結構示意圖。
[0022]圖中:1、安裝法蘭；2、連接螺桿；3、驅動源；4、下連接法蘭；5、六維力傳感器；6、上連接法蘭；7、燕尾槽凸輪；8、關節(jié)支架；9、柱塞式液壓缸；10、缸體；11-1、左手指；11_2、中手指；11_1、右手指；12、彈性片；13、指根部；14、燕尾結構；15、圓弧槽；16、平鍵；17、圓弧槽凸輪；18、限位銷；19、燕尾槽；20、安置孔；21、條形孔；22、進油口 ；23、回油口 ；24、活塞桿；25、活塞桿連接孔；26、柱塞；27、缸體連接孔；30、輸入軸；31、壓力應變片。
【具體實施方式】
[0023]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對實用新型的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。
[0024]實施例:如圖1至8所示，一種平穩(wěn)易控的抓取機械手，至少包括2個沿圓周方向設置的機械手指，本實施例中采用3個機械手指的結構進行說明。所述的機械手指包括銷軸活動連接的指根部13和指端部11。還包括與驅動源連接做旋轉運動的圓弧槽凸輪17、燕尾槽凸輪7及關節(jié)支架8。
[0025]所述的圓弧槽凸輪17上設有分別間隔120度角的圓弧槽15，每個圓弧槽15的弧度相同。燕尾槽凸輪7的一個端面上設有分別間隔120度角的三個沿半徑方向設置的燕尾槽19，在燕尾槽19的底部設有條形孔21。
[0026]所述關節(jié)支架8設置有3個，關節(jié)支架8為“ J“形結構，其與燕尾槽凸輪7配合的一端底面上設有燕尾結構14和限位銷18，其端面的上表面固定有指根部13。所述燕尾結構14置于燕尾槽19內并可以在燕尾槽19內移動，從而帶動關節(jié)支架8在燕尾槽19內移動。所述的限位銷18穿過燕尾槽19底部的條形孔21后置于圓弧槽凸輪17的圓弧槽15內，當圓弧凸輪17轉動時，限位銷18在圓弧槽15的作用下做弧形運動。
[0027]—種平穩(wěn)易控的抓取機械手還包括3個機械手指和6個關節(jié)，三個機械手指分別為左手指11-1、中手指11-2和右手指11-3，6個關節(jié)包括3個指關節(jié)和3個根關節(jié)，指關節(jié)是指指端部11與指根部13鉸接的結構，使指端部11可以在指根部13上轉動，所述根關節(jié)即燕尾結構14與燕尾槽19配合的結構，使得指根部13可以沿燕尾槽19的方向活動。其中，3個指關節(jié)用3個柱塞式液壓缸分別驅動(也稱獨立驅動)，3個根關節(jié)用I個液壓擺線馬達驅動。
[0028]所述關節(jié)支架8與指端部11間設置有柱塞式液壓缸9。如圖6所示，所述柱塞式液壓缸9包括缸體10和活塞桿24，活塞桿24置于缸體10的一?而設置有柱塞26，柱塞26將缸體10分離成兩個獨立的腔室?；钊麠U24伸出缸體