一种柔顺机械手及其抓取作业方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110682321A(43)申请公布日2020.01.14(21)申请号201910854123.4(22)申请日2019.09.10(71)申请人安徽工程大学地址241000安徽省芜湖市鸠江区北京中路8号(72)发明人刘玉飞张席苏学满鞠锦勇(74)专利代理机构北京风雅颂专利代理有限公司11403代理人张聪聪(51)Int.Cl.B25J15/02(2006.01)B25J15/08(2006.01)B25J9/16(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图8页(54)发明名称一种柔顺机械手及其抓取作业方法(57)摘要本发明公开了一种柔顺机械手及其抓取作业方法，包括壳体，所述壳体内部安装有运动控制模块，所述运动控制模块电性连接有驱动单元，所述驱动单元动力连接有传动模块，所述传动模块包括底板，所述底板上贯穿安装有传动轴，所述传动轴一端与所述驱动单元动力连接，所述传动轴上通过轴承安装有力矩调整大齿轮，所述力矩调整大齿轮啮合连接有力矩调整小齿轮，所述力矩调整小齿轮与所述驱动单元动力连接，所述传动轴一端伸出所述壳体动力连接有手爪，为手爪抓取物体提供动力。能够在不改变电机驱动参数的前提下，根据夹持力与力矩调整电机的微定位转角之间的关系控制夹持力，实现抓取作业的柔顺定位，而不依赖于外加力信号，大大简化系统结构。CN110682321ACN110682321A权利要求书1/2页1.一种柔顺机械手，其特征在于：包括壳体，运动控制模块，安装于所述壳体内部；驱动单元，安装于所述壳体内部，所述驱动单元电性连接所述运动控制模块；传动轴，一端与所述驱动单元动力连接；力矩调整大齿轮，通过轴承安装于所述传动轴上，所述力矩调整大齿轮端面内设置有第一螺线滑槽和第二螺线滑槽；两力矩调整连杆，分别安装于所述第一螺线滑槽和第二螺线滑槽内部；两力矩调整支撑单元，分别与两所述力矩调整连杆连接，所述力矩调整支撑单元包括：支撑块，呈“工”型结构，所述支撑块与所述传动轴同轴固定；两支撑杆，对称分布于所述支撑块两侧；两滑块，分别套设于两所述支撑杆上，两所述滑块分别与所述力矩调整连杆连接；调刚弹簧，设置于所述滑块的两端；力矩调整小齿轮，与所述力矩调整大齿轮啮合连接；所述力矩调整小齿轮与所述驱动单元动力连接；传动模块，与所述驱动单元动力连接，所述传动模块包括底板，所述传动轴贯穿安装于所述底板上；手爪，动力连接于所述传动轴伸出所述壳体的一端，传动轴为手爪的抓取动作提供动力；先进行初定位，再通过力矩调整小齿轮带动力矩调整大齿轮旋转，改变调刚弹簧的压缩量，实现二次柔顺定位及抓取作业。2.根据权利要求1所述的一种柔顺机械手，其特征在于，所述驱动单元包括主电机与力矩调整电机，所述主电机采用联轴器与传动轴同轴固定，所述力矩调整电机通过联接底板与力矩调整小齿轮联接。3.根据权利要求1所述的一种柔顺机械手，其特征在于，所述力矩调整连杆包括两动力杆，两所述动力杆的一端分别与第一螺线滑槽及第二螺线滑槽配合，两所述动力杆的另一端分别配合连接有两连接块，两所述连接块远离所述动力杆的一端分别设有两安装孔，两所述安装孔分别与两所述滑块配合连接。4.根据权利要求1所述的一种柔顺机械手，其特征在于，所述壳体内部平行设置有第一连接板与第二连接板，所述传动轴远离所述驱动单元的端部向外延伸穿过第一连接板，所述传动轴穿过所述第一连接板的端部动力连接有运动转换机构，所述运动转换机构与所述手爪动力连接，所述第一连接板与所述运动转换机构采用联轴器联接，所述联轴器位于第一连接板和第二连接板之间。5.根据权利要求4所述的一种柔顺机械手，其特征在于，所述动力转换机构包括传动丝杠，所述传动丝杠一端与所述传动轴动力连接，另一端向手爪方向延伸，所述手爪包括手爪端部，所述手爪端部中部联接有螺母，所述传动丝杠与所述螺母螺接，所述传动丝杠向手爪方向延伸的一端端部可旋转的连接有旋转座，所述手爪端部两侧固定安装有支杆，支杆端部向斜外侧延伸折弯，两所述支杆端部分别铰接有侧杆，两所述侧杆远离所述支杆的一端铰接有叉杆，所述叉杆两端呈一定角度折弯，所述叉杆一端铰接有连接件，另一端铰接有连2CN110682321A权利要求书2/2页杆，两所述连接件固定安装于所述旋转座两侧，两所述连接件分别铰接有夹臂，两所述夹臂分别铰接有两夹杆，两所述夹杆外侧分别一体成型有两连接部，两所述连接部分别铰接有两连杆。6.一种柔顺机械手的抓取作业方法，其特征在于，包括：根据抓取作业要求的夹持力F确定力矩调整电机的微定位转角θ1；将力矩调整模块复位，动力杆与力矩调整大齿轮的螺线滑槽的端部接触，力矩调整支撑单元上的滑块位于支撑杆的中间位置；运动控制模块发出指令控制主电机转动，完成初定位；力矩调整电机启动并