一种机器人及控制方法与流程

本发明属于一种机器人，特别是一种具有结构简单控制方便的机械手的机器人。

背景技术：

机器人，特别是机器人的关键部位机械手，机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。

机械手爪可以实现类似人手功能的机器人部件。机器人手爪是用来握持工件或工具的部件，是重要的执行机构之一。

目前的机械手爪一般均设置有独立的驱动部件，如电机或气压缸等，而且这些驱动机构还要配合上相应的传动机构将驱动部件的动作转换成机械手爪的开合动作，但有些简单任务又不需要较复杂的机械手爪，例如对于只需要简单的抓取一个小零件的机械手爪，如果设置独立的驱动部件及相应的传动转换机构，不但增加了成本，而且需要复杂的控制系统。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单控制方便的机器人。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种机器人，包括行走机构、机械臂、机械手，所述机械手包括两个对开的夹爪，两个夹爪可转动的设置在铰链轴上，铰链轴可转动的设置在连接块上，连接块上设置有位于两个夹爪之间的定位销，在夹爪上设置有可与定位销配合的半圆槽，所述连接块上设置有滑槽，所述定位销可滑动的配合在滑槽内，在铰链轴上固定有电磁铁，所述电磁铁为条形，所述定位销为铁磁性体，两个夹爪之间连接拉紧弹簧，拉紧弹簧的两端分别固定在两个夹爪上，所述连接块上设置有铰链轴限位，使得定位销只能相对连接块转动90度。

该机器人的控制方法是这样的，需要张开两个夹爪时，给两个电磁铁通电，使得两电磁铁相邻的端部的极性相同，电磁铁在同性磁极的斥力下转动端部接近定位销，吸引定位销沿着两夹爪中缝向铰链轴方向移动，从而使得两夹爪分开；需要两夹爪合并时，使得其中一个电磁铁的极性反转，从而两个电磁铁的磁极相互吸引，远离定位销，失去对定位销的吸引，拉紧弹簧将夹爪合并。

在上述的机器人中，所述定位销为截面为矩形的销，定位销具有磁性，沿滑槽方向为两个磁极的排列方向，以便对控制对定位销的排斥或吸引。

一种机器人，包括行走机构、机械臂、机械手，所述机械手包括两个对开的夹爪，夹爪固定连接在铰链轴上，铰链轴可转动的设置在连接块上，在铰链轴上固定有电磁铁，所述电磁铁为条形，所述每个夹爪固定有转轮，所述转轮可转动的配合在定位销上，所述转轮周向边缘设置有一圈柔性囊体，所述囊体内充有磁流变液体，两个接触的囊体表面具有增加摩擦力的纹理。

该机器人的控制方法是这样的，需要张开两个夹爪时，给两个电磁铁通电，使得两电磁铁相邻的端部的极性相同，电磁铁在同性磁极的斥力下转动，使得两夹爪分开；需要两夹爪合并时，使得其中一个电磁铁的极性反转，从而两个电磁铁的在相互吸引力的作用下回转，使得夹爪合并，并且两个临近的磁铁端部的磁场使得该处囊体内的磁流变液体变为固体，使得该处的囊体略有涨大，从而使得两个转轮之间的挤压力增大，防止两个转轮相对转动。

一种机器人，包括行走机构、机械臂、机械手，所述机械手包括两个对开的夹爪，两个夹爪可转动的设置在铰链轴上，铰链轴可转动的设置在连接块上，在铰链轴上固定有电磁铁，所述电磁铁为条形，所述每个夹爪固定有转轮，所述转轮可转动的配合在定位销上，所述转轮周向边缘设置有一圈柔性囊体，所述囊体内充有磁流变液体，两个接触的囊体表面具有增加摩擦力的纹理，所述连接块上设置有铰链轴限位，使得定位销只能相对连接块转动90度，其中一个转轮由电机控制转动。

该机器人的控制方法是这样的，给两个电磁铁通电，使得两电磁铁相邻的端部的极性相同，电磁铁在同性磁极的斥力下转动，从而使得两个转轮接触的部位的磁场强度减小，垂直于接触点处的位置的磁场强度增大，从而使得接触点分离，利用电机控制一个转轮转动，使得一个夹爪的转动不影响另一个夹爪的转动，需要两个转轮同步转动时，使得其中一个电磁铁的极性反转，从而两个电磁铁的在相互吸引力的作用下回转，从而使得两个转轮接触的部位的磁场强度增大，使得该处囊体内的磁流变液体变为固体，使得该处的囊体略有涨大，从而使得两个转轮之间的挤压力增大，增大两个转轮之间的摩擦力，使得两个转轮可以同步转动，通过电机的转动即可实现两个夹爪的开合。先将一个夹爪独立的转动到一定的角度，在增大两个转轮结合点处的压力使得两个夹爪同步转动，可以实现夹爪的夹口朝向。

与现有技术相比，本机器人及控制方法具有以下优点：

1、本发明的机器人具有简单而又方便控制的夹爪，利用对电磁铁极性及磁力的控制就可实现对夹爪的开合控制，可以实现力的连续变化。

2、本发明利用具有磁流变液的柔性囊体层控制两个夹爪之间转动的配合，实现两个夹爪的转动无干涉或同步转动，同时也有利于调节夹爪的开口朝向。

3、本发明结构简单，操作方便，成本低，可大大提高工作效率。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是图2的剖视图；

图3是图1的后视图；

图4是夹爪打开的状态示意图；

图5是实施例二的示意图；

图6是实施例二的夹爪打开的示意图；

图7是实施例三的示意图。

图中，夹爪1、铰链轴2、连接块3、定位销4、半圆槽5、滑槽6、电磁铁7、拉紧弹簧8、转轮9、磁流变液体10、铰链轴限位11。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1、2、3、4所示，一种机器人，包括行走机构、机械臂、机械手，所述机械手包括两个对开的夹爪1，两个夹爪可转动的设置在铰链轴2上，铰链轴可转动的设置在连接块3上，连接块上设置有位于两个夹爪之间的定位销4，在夹爪上设置有可与定位销配合的半圆槽5，所述连接块上设置有滑槽6，所述定位销可滑动的配合在滑槽内，在铰链轴上固定有电磁铁7，所述电磁铁为条形，所述定位销为铁磁性体，两个夹爪之间连接拉紧弹簧8，拉紧弹簧的两端分别固定在两个夹爪上，所述连接块上设置有铰链轴限位11，使得定位销只能相对连接块转动90度。为了保证使定位销受的磁力对称，可以在铰链轴的两端均设置对称的电磁铁。

该机器人的控制方法是这样的，需要张开两个夹爪时，给两个电磁铁通电，使得两电磁铁相邻的端部的极性相同，电磁铁在同性磁极的斥力下转动端部接近定位销，吸引定位销沿着两夹爪中缝向铰链轴方向移动，从而使得两夹爪分开；需要两夹爪合并时，使得其中一个电磁铁的极性反转，从而两个电磁铁的磁极相互吸引，远离定位销，失去对定位销的吸引，拉紧弹簧将夹爪合并。

在上述的机器人中，所述定位销为截面为矩形的销，定位销具有磁性，沿滑槽方向为两个磁极的排列方向，以便对控制对定位销的排斥或吸引。

实施例二

如图5、6所示，一种机器人，包括行走机构、机械臂、机械手，所述机械手包括两个对开的夹爪，夹爪固定连接在铰链轴上，铰链轴可转动的设置在连接块上，在铰链轴上固定有电磁铁，所述电磁铁为条形，所述每个夹爪固定有转轮9，所述转轮可转动的配合在定位销上，所述转轮周向边缘设置有一圈柔性囊体，所述囊体内充有磁流变液体10，两个接触的囊体表面具有增加摩擦力的纹理。

该机器人的控制方法是这样的，需要张开两个夹爪时，给两个电磁铁通电，使得两电磁铁相邻的端部的极性相同，电磁铁在同性磁极的斥力下转动，使得两夹爪分开；需要两夹爪合并时，使得其中一个电磁铁的极性反转，从而两个电磁铁的在相互吸引力的作用下回转，使得夹爪合并，并且两个临近的磁铁端部的磁场使得该处囊体内的磁流变液体变为固体，使得该处的囊体略有涨大，从而使得两个转轮之间的挤压力增大，防止两个转轮相对转动。

实施例三

如图7所示，一种机器人，包括行走机构、机械臂、机械手，所述机械手包括两个对开的夹爪，两个夹爪可转动的设置在铰链轴上，铰链轴可转动的设置在连接块上，在铰链轴上固定有电磁铁，所述电磁铁为条形，所述每个夹爪固定有转轮，所述转轮可转动的配合在定位销上，所述转轮周向边缘设置有一圈柔性囊体，所述囊体内充有磁流变液体，两个接触的囊体表面具有增加摩擦力的纹理，所述连接块上设置有铰链轴限位，使得定位销只能相对连接块转动90度，其中一个转轮由电机控制转动。

该机器人的控制方法是这样的，给两个电磁铁通电，使得两电磁铁相邻的端部的极性相同，电磁铁在同性磁极的斥力下转动，从而使得两个转轮接触的部位的磁场强度减小，垂直于接触点处的位置的磁场强度增大，从而使得接触点分离，利用电机控制一个转轮转动，使得一个夹爪的转动不影响另一个夹爪的转动，需要两个转轮同步转动时，使得其中一个电磁铁的极性反转，从而两个电磁铁的在相互吸引力的作用下回转，从而使得两个转轮接触的部位的磁场强度增大，使得该处囊体内的磁流变液体变为固体，使得该处的囊体略有涨大，从而使得两个转轮之间的挤压力增大，增大两个转轮之间的摩擦力，使得两个转轮可以同步转动，通过电机的转动即可实现两个夹爪的开合。先将一个夹爪独立的转动到一定的角度，在增大两个转轮结合点处的压力使得两个夹爪同步转动，可以实现夹爪的夹口朝向。

尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。