态下的结构示意图。所述手指I主要包括:上弹簧4、下弹簧6、中弹簧8、JC2型连杆21、1(型连杆22、1^型连杆23^1型连杆24、旋转体25、81型连杆26、(:^2型连杆27、B2型连杆28;所述JC2型连杆21的末端分别活动连接于所述K型连杆22和B2型连杆28，所述B2型连杆28活动连接于所述C1A2型连杆27，所述上弹簧4两端分别固连于弹簧卡扣3和5，所述K型连杆22和C1A2型连杆27均活动连接于所述L型连杆23，所述中弹簧8两端分别固连于弹簧卡扣31和33，所述L型连杆23的另一端活动连接于所述Al型连杆24的中端，所述BI型连杆26两端分别活动连接于所述C1A2型连杆27的中端和所述Al型连杆24，所述旋转体25活动连接于所述Al型连杆24的中端，所述下弹簧6两端分别固连于弹簧卡扣35和36。
[0031]图7是所述绞盘的内部结构剖面示意图。钢丝绳7由引入口39插入、引出口40引出，并由环氧树脂胶粘结固定于钢丝牵引槽38，钢丝绳7的引出端固连于钢丝绳卡口 34，轴孔41固连于电机输出轴13。
[0032]更具体地，所述JC2型连杆21、所述K型连杆22和所述L型连杆23的端面分别粘接有衬垫29、30和32。
[0033]更具体地，所述直流电机10为集成了减速器的直流减速电机。
[0034]图8是本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪抓取柱状体零件的原理图，图9是本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪抓取球体零件的原理图，图10是本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪抓取多面体零件的原理图，图11是手指夹紧零件过程的运动简图。见图1至11，接下来，详细描述本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪的工作过程和工作原理:
[0035]本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪，在工作过程中，其中一个所述手指I通过所述旋转体25的所述凸起块37内嵌于所述骨架9的所述卡槽15中不变，而另外两个所述手指I在所述多位卡槽16中的位置根据抓取零件形状调整:当抓取的零件形状为球体例如滚珠时，分别将这两个所述手指I的所述凸起块37均调换到所述多位卡槽16中的所述中心对称位置18，使得三个所述手指I关于中心轴对称，并同时对零件夹紧；当抓取的零件形状为柱状体例如法兰盘时，分别将这两个所述手指I的所述凸起块37均调换到所述多位卡槽16中的所述60°位置19，此时三个手指I处于平行位置状态，处于所述60°位置19的两个所述手指I位于零件同一侧，同时夹紧零件边缘，而处于所述卡槽15中的所述手指I位于零件另一侧，对零件中心夹紧；当抓取的零件形状为多面体例如六角螺母时，分别将这两个所述手指I的所述凸起块37均调换到所述多位卡槽16中的所述30°位置17，此时处于所述30°位置17的两个所述手指I对零件进行夹紧，而处于所述卡槽15中的所述手指I不夹紧零件。本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪的所述骨架15采用快速成型打印机生成，采用三腿支撑，以及支撑环结构保证了骨架强度，同时采用所述多位卡槽16，可方便快捷的调整所述手指I位置，实现了不同形状零件抓取。
[0036]本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪，当夹紧零件时，所述直流电机10绕顺时针方向转动，通过所述电机输出轴13将运动传递给所述绞盘12，所述绞盘12顺时针旋转使得所述钢丝绳7受到张紧力，带动所述Al型连杆24逆时针方向转动，所述Al型连杆24带动所述BI型连杆26逆时针转动，同时所述下弹簧6拉伸，所述BI型连杆26带动所述C1A2型连杆27逆时针转动，所述C1A2型连杆27带动所述B2型连杆28逆时针转动，同时所述上弹簧4拉伸，所述B2型连杆28带动所述JC2型连杆21逆时针转动，所述JC2型连杆21带动所述K型连杆22逆时针转动，所述K型连杆22带动所述L型连杆23顺时针转动，同时所述中弹簧8压缩。此时三个所述手指I同时向内收缩，从而实现零件夹紧。
[0037]当松开零件时，所述直流电机10绕逆时针方向转动，通过所述电机输出轴13将运动传递给所述绞盘12，所述绞盘12逆时针旋转使得所述钢丝绳7松弛，所述上弹簧4、下弹簧6的弹性势能释放，由拉伸状态恢复到初始平衡状态，所述中弹簧8的弹性势能释放，由压缩状态恢复到初始平衡状态，使得所述Al型连杆24顺时针转动，所述Al型连杆24带动所述BI型连杆26顺时针转动，所述BI型连杆26带动所述C1A2型连杆27顺时针转动，所述C1A2型连杆27带动所述B2型连杆28顺时针转动，所述B2型连杆28带动所述JC2型连杆21顺时针转动，所述JC2型连杆21带动所述K型连杆22顺时针转动，所述K型连杆22带动所述L型连杆23逆时针转动。此时三个所述手指I同时向外张开，从而实现零件松开。
[0038]本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪采用单个所述直流电机10驱动，利用所述钢丝绳7牵引和弹簧实现手爪抓紧和释放零件，利用所述电位器11来检测所述直流电机10的实时角度，从而间接获取所述手指I的张开状态，保证了运动精度的同时，结构精巧，动作灵活、可靠。另外，所述直流电机10为有刷直流电机带动行星齿轮减速器传动结构，结构紧凑，扭矩大，保证了高负载下的抓取工作。另外在所述JC2型连杆21、所述K型连杆22和所述L型连杆23的端面分别粘接衬垫29、30和32，使得在夹紧零件时对零件表面不产生刮痕，同时也增大了手指I端部的摩擦力，以便更好更牢固的抓取零件。
[0039]最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种柔性自适应欠驱动机器人手爪，其特征在于组成如下:包括手指和手腕;所述手腕包括:骨架、直流电机、电位器、绞盘，所述直流电机固连于所述骨架的电机安装面上，所述电位器穿过电机输出轴固连于所述骨架的电位器安装面上，所述绞盘固连于电机输出轴的末端;所述手指数量为个，所述手指通过旋转体的凸起块内嵌于所述骨架的卡槽或多位卡槽;所述多位卡槽的数量为二，所述卡槽的数量为一，所述卡槽或多位卡槽的总数为三、且其中心点构成等边三角形的布局;所述多位卡槽包括:中心对称位置、30°位置、60°位置，所述30°位置和60°位置对称地布置于所述中心对称位置两侧。2.根据权利要求1所述的柔性自适应欠驱动机器人手爪，其特征在于，所述手指主要包括:上弹簧、下弹簧、中弹簧、JC型连杆、K型连杆、L型连杆、A型连杆、旋转体、B型连杆、CA型连杆、B型连杆;所述JC型连杆的末端分别活动连接于所述K型连杆和B型连杆，所述B型连杆活动连接于所述CA型连杆，所述上弹簧两端分别固连于弹簧卡扣和，所述K型连杆和CA型连杆均活动连接于所述L型连杆，所述中弹簧两端分别固连于弹簧卡扣和，所述L型连杆的另一端活动连接于所述A型连杆的中端，所述B型连杆两端分别活动连接于所述CA型连杆的中端和所述A型连杆，所述旋转体活动连接于所述A型连杆的中端，所述下弹簧两端分别固连于弹簧卡扣和。3.根据权利要求1所述的柔性自适应欠驱动机器人手爪，其特征在于，所述JC型连杆、所述K型连杆和所述L型连杆的端面分别粘接有衬垫。4.根据权利要求1所述的柔性自适应欠驱动机器人手爪，其特征在于，所述直流电机为集成了减速器的直流减速电机。5.根据权利要求1所述的柔性自适应欠驱动机器人手爪，其特征在于，所述X轴滑台包括:X导轨、X齿条X、滑块、X伺服电机、X齿轮;所述X轴滑台的X底座上固连所述X导轨和所述X齿条，所述X导轨和X齿条相互平行，所述X滑块活动连接于所述X导轨，在所述X滑块上固连L型滑台；所述L型滑台包括相互垂直的横板和立板，所述横板固连于所述X滑块上;在所述横板上固连所述X伺服电机，在所述X伺服电机的输出轴上固连所述X齿轮，所述X齿轮和X齿条相互啮合。
【专利摘要】本发明涉及一种手爪，特别涉及一种柔性自适应欠驱动机器人手爪。柔性自适应欠驱动机器人手爪，包括手指和手腕；所述手腕包括：骨架、直流电机、电位器、绞盘，所述直流电机固连于所述骨架的电机安装面上，所述电位器穿过电机输出轴固连于所述骨架的电位器安装面上，所述绞盘固连于电机输出轴的末端；所述手指数量为个，所述手指通过旋转体的凸起块内嵌于所述骨架的卡槽或多位卡槽。本发明柔性自适应欠驱动机器人手爪装配于工业机器人的末端用于协助机械装配或者机械制造过程，用于完成工件的自动化上下料，手指可以柔性适应产品的几何外形、根据工件的几何形状实现自动调整，从而实现稳定抓取。
【IPC分类】B25J15/10, B25J15/02, B25J15/12
【公开号】CN105563513
【申请号】CN201610126285
【发明人】戴毅
【申请人】戴毅
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月7日