一种新型机器人手腕结构的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种新型机器人手腕结构。

背景技术：

随着机器人技术的发展，机器人的应用领域也越来越广泛，逐渐从工业进入家用领域。作为人力的替代，机器人的手腕尤为重要，不但要能够抓取多数物体、不能将物体抓破；还要求手腕的动作足够灵活。但是现有的机器人的手爪则难以适应不同形状、大小的物体，在抓取过程中难以找到合适的抓取点，容易出现抓取过程中物体掉落的情况；同时机器人的手爪刚性较大，抓取物体的过程中，经常出现在力反馈系统做出反应前将物体抓拍的情况；而且现有的机器人的腕部活动结构复杂，零部件数量多，控制算法复杂，灵活性不够。

技术实现要素：

针对现有技术存在的机器人的手腕结构复杂，腕部不够灵活、动作复杂以及手爪难以适应不同形状、大小的物体以及容易抓破物体的问题，本发明的目的在于提供一种新型机器人手腕结构。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种新型机器人手腕结构，包括手爪和腕部，所述手爪包括圆盘形的底座，所述底座上端面设有若干个周向均匀分布的滑槽，所述滑槽贯穿底座的上、下端面，滑槽沿底座的径向方向设置，滑槽上滑动连接有夹块；底座下端面设有若干个周向均匀分布的夹紧电机，夹紧电机与夹块一一对应，夹紧电机通过拉索与夹块底部的内端连接，拉索为弹性材料，底座下端面的外缘设有若干个周向均匀分布的复位弹簧，复位弹簧与夹块一一对应，复位弹簧的自由端与夹块底部的外端连接；所述夹块的上部的内端设有压力传感器；底座下端面中心处设有连接部；

所述腕部包括固定座、活动座，所述固定座的底面与机器人手臂连接，固定座的顶面设有第一凹腔，所述活动座上固定连接有第一转轴，第一凹腔设有与第一转轴相适配的第一轴孔，所述活动座的顶面设有第二凹腔，所述连接部上固定连接有第二转轴，所述第二凹腔设有与第二转轴相适配的第二轴孔，第一转轴与第二转轴垂直，连接部垂直于第一转轴、第二转轴，所述固定座上设有与第一转轴驱动连接的第一电机，所述活动座上设有与第二转轴驱动连接的第二电机。

进一步的，还包括控制器，所述控制器与夹紧电机、压力传感器、第一电机、第二电机电连接。

优选的，所述第二凹腔为截顶锥形。

进一步的，所述夹块的内端敷设有缓冲层，所述缓冲层为橡胶、硅胶或者海绵。

优选的，所述夹块的内端为弧形，所述弧形的的轴线垂直于底座的轴线。

另一种优选的，所述夹块的内端为弧形，所述弧形的的轴线平行于底座的轴线。

另一种优选的，所述夹块的内端为平面，所述平面垂直于滑槽。

采用上述技术方案，由于弹性材料的拉索的设置，使得夹块夹取物体时，物体受力是线性增加的，不会瞬时破裂，给力反馈系统留足充分反映时间；单独运动的夹块的设置，使得夹紧电机运转时，保证不同形状、大小的物体均能够自动被夹持在夹块中间，而不必寻找夹持角度、方位；活动座及第一转轴、第二转轴的设置，使得手腕部分结构得到简化，使得摇动动作更加简便。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为图1所示新型机器人手腕结构的俯视图；

图3为沿图1中a-a线的剖视图。

图中:1-底座、2-滑槽、3-夹块、4-夹紧电机、5-拉索、6-复位弹簧、7-弹簧安装板、8-缓冲层、9-连接部、10-固定座、11-活动座、12-第一凹腔、13-第一转轴、14-第二凹腔、15-第二转轴、16-第一电机、17-第二电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-3所示，一种新型机器人手腕结构，包括用于抓取物体的手爪和驱动手爪摇动的腕部；手爪包括圆盘形的底座1，底座1的上端面设有若干个周向均匀分布的滑槽2，滑槽2的顶端、底端分别贯穿底座1的上、下端面，滑槽2沿底座1的径向方向设置，滑槽2上滑动连接有夹块3，夹块3的内端为轴线垂直于底座1的弧形，或者夹块3的内端为轴线平行于底座1的弧形，或者夹块3的内端为垂直于滑槽2的平面；

底座1下端面设有若干个周向均匀分布的夹紧电机4，夹紧电机4与夹块3一一对应，夹紧电机4通过弹性材料制成的拉索5与夹块3底部的内端连接，底座2下端面的外缘设有若干个周向均匀分布的复位弹簧6，复位弹簧6与夹块3一一对应，复位弹簧6的一端通过弹簧安装板7与底座1连接、自由端与夹块3底部的外端连接；夹块3的上部的内端设有压力传感器，夹块3的内端设有橡胶、硅胶或者海绵材料的缓冲层8；底座1下端面中心处设有与机器人手臂连接的连接部9，上述若干个夹紧电机4围绕连接部9均匀间隔分布。

腕部则包括固定座10、活动座11，固定座10的底面与机器人手臂连接，固定座10的顶面设有第一凹腔12，活动座11上固定连接有第一转轴13，第一凹腔12设有与第一转轴13相适配的第一轴孔，本实施例中，第一凹腔12内设有用于支持第一转轴13的轴承；活动座11的顶面设有第二凹腔14，连接部9上固定连接有第二转轴15，第二凹腔14设有与第二转轴15相适配的第二轴孔，同样的，本实施例中第二凹腔14内设有用于支持第二转轴15的轴承；第一转轴13与第二转轴15互相垂直，连接部9同时垂直于第一转轴13和第二转轴15，固定座10上设有与第一转轴13驱动连接的第一电机16，活动座11上设有与第二转轴15驱动连接的第二电机17；为保证连接部9的摇动不受影响，本实施例中，第二凹腔14为截顶圆锥形。

还包括控制器，控制器与夹紧电机4、压力传感器、第一电机16、第二电机17电连接。

由于弹性材料的拉索5的设置，使得夹块3夹取物体时，物体受力是线性增加的，不会瞬时破裂，给力反馈系统留足充分反映时间；单独运动的夹块3的设置，使得夹紧电机4运转时，保证不同形状、大小的物体均能够自动被夹持在夹块3的中间，而不必寻找夹持角度、方位；本发明中通过同一平面内的第一转轴13和第二转轴15的设置，使得通过第一电机16和第二电机17的旋转驱动连接部9的摇晃，达到腕部控制手爪活动的目的，同时本发明的腕部结构简单，制造成本低，维护保养方便。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新型机器人手腕结构，属于机器人领域，包括手爪和腕部，手爪包括底座，底座上端面设有若干个周向均匀分布的滑槽，滑槽沿底座径向设置，滑槽滑动连接有夹块；底座下端面设有若干个周向均匀分布的夹紧电机，夹紧电机通过弹性材料的拉索与夹块底部的内端连接，底座下端面的外缘设有若干个周向均匀分布的复位弹簧，复位弹簧的自由端与夹块底部的外端连接，底座下端面中心处设有连接部；腕部包括固定座、活动座，活动座通过第一转轴与固定座转动连接，连接部通过第二转轴与活动座转动连接，第一转轴驱动连接有第一电机，第二转轴驱动连接有第二电机。本发明不但能够适应与各种形状尺寸的物体的抓取，还能够保证抓取时不发生破裂。

技术研发人员：杨昆
受保护的技术使用者：合肥合茂电子科技有限公司
技术研发日：2018.09.28
技术公布日：2018.11.16