CN107471236B - 一种机器人手爪的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人手爪的驱动装置，包括安装法兰、第一支架、第二支架、电机、第一套环、第二套环、第三套环和第四套环，第一套环与限位块之间有第一弹簧，第一套环顶部通过第一连接绳绕设第三套环，第一套环底部铰接第一手爪和第二手爪，第四套环的上插设有第二滑杆，第二滑杆内侧连接有楔形块，外侧固定连接有弧形板，电机的轴插设至第四套环的内部，第四套环下方还固定连接有垫板，电机的轴与垫板的下方通过固定螺栓固定，固定螺栓上套设有第四弹簧，第四弹簧位于电机轴与垫板之间，第一手爪通过第二连接绳绕设在弧形板上。本发明能够改进现有技术的不足，能够应用于无压缩空气驱动的厂房，并且手爪调整更加方便。

Description

一种机器人手爪的驱动装置

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其是一种机器人手爪的驱动装置。

背景技术

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器等多学科的先进技术为一体的现代化制造业重要的自动化装备，在构造和性能上兼有人和机器的优点。机器人手爪是工业机器人的关键部位，机器人手爪既是一个主动感知工作环境信息的感知器，又是机器人末端的执行器，是一个高度集成的、具有多种感知功能和智能化的机电系统。抓取可靠、环境适应性好、控制简单、自适应性强、自主能力高是衡量机器人手爪设计水平的重要标志。中国发明专利CN 205219142U公开了一种自适应机器人双手爪。这种结构的机器人手爪，设置开合手爪组件以及可调节形状的自调节手爪组件，但是这种装置必须使用压缩空气驱动气缸才能动作，在无压缩空气供应的厂房内无法正常应用，而且这种装置对手爪的调整不方便，从而限制了其的适用范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机器人手爪的驱动装置，能够解决现有技术的不足，能够应用于无压缩空气驱动的厂房，并且手爪调整更加方便。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种机器人手爪的驱动装置，包括安装法兰，安装法兰下方固定连接有第一支架，所述第一支架的下方固定连接有第二支架，第二支架的内侧通过固定套固定连接有电机，电机的轴上通过第一轴承活动连接有第二套环，第二套环的外侧固定连接有若干个环形排布的第一滑杆，第一滑杆的外侧固定连接有限位块，限位块与第二支架的外侧互相连接，电机轴上还连接有第三套环和第四套环，第三套环位于第二套环的上方，第四套环位于第二套环的下方，第一滑杆上活动套设有第一套环，第一套环与限位块之间连接有第一弹簧，第一套环顶部固定连接有固定块，固定块上连接有第一连接绳，第一连接绳选择性绕设在第三套环上，第一套环的底部连接有铰接轮，铰接轮下方活动铰接有第一手爪，第一手爪与第一套环之间连接有第二弹簧，第一手爪下方连接有第二手爪，第一手爪的内侧连接有第二连接绳，第四套环的柱面上插设有若干个环形排布的第二滑杆，第二滑杆的内侧固定连接有楔形块，楔形块位于第四套环内侧，第二滑杆的外侧固定连接有柱面形的弧形板，弧形板与第四套环的外侧之间连接有第三弹簧，电机的轴插设至第四套环的内部，电机的轴与楔形块互相接触，第四套环下方还固定连接有垫板，电机的轴与垫板的下方通过固定螺栓固定，固定螺栓上套设有第四弹簧，第四弹簧位于电机轴与垫板之间，第二连接绳选择性绕设在弧形板上。

作为优选，所述第一手爪和第二手爪的连接方式为铰接，第一手爪和第二手爪之间连接有调节旋钮。

作为优选，所述第二手爪的下方内侧固定连接有半球形的第一软垫。

作为优选，所述第四套环的下方通过第二轴承活动连接有固定板。

作为优选，所述固定板的下方固定连接有若干个胶杆，胶杆下方固定连接有胶块。

作为优选，所述第二套环的外侧固定连接有第二软垫，第二软垫与第一套环选择性接触。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明机器人手爪的驱动装置通过安装法兰与机器人互相连接，第二支架和固定套用于固定电机，第二支架的外侧固定第一滑杆，从而可以保证第一支架、第二支架和第一滑杆的位置固定，电机的轴通过第一轴承与第二套环连接，从而可以保证电机轴转动时，第二套环和第一滑杆不会与电机轴同步转动，限位块用于防止第一套环从外侧滑出，并且限位块与第一套环之间的第一弹簧也可以保证手爪抓取动作的复位，本发明手爪驱动装置的工作过程为，电机转动带动第三套环和第四套环的同步转动，进而带动第一连接绳和第二连接绳分别绕设在第三套环和第四套环上，并逐渐收紧，在第一连接绳和第二连接绳的拉拽作用下，各个第一套环在第一连接绳的拉拽下沿第一滑杆向内侧移动，而各个第一手爪则在第二连接绳的拉拽下沿着铰接轮向内侧转动，使各个第二手爪同时进行互相靠近和收紧的动作，从而完成手爪的对物品的抓取动作，该抓取动作实现无需使用压缩空气，因此尤其适用于无压缩空气供应的工厂内，第一弹簧可以实现第一套环的回位，第二弹簧则可以实现第一手爪的回位，并且第一弹簧和第二弹簧也可以保证在电机驱动移动时，弹簧的拉拽效果保证第一套环和第一手爪位置不随意移动，进一步的，本发明的第二连接绳，绕设在第四套环外侧的弧形板上，各个弧形板构成一个近似圆柱形的整体，通过调整电机轴进入到第四套环深度，从而可以控制电机轴与楔形块的接触情况，从而可以对弧形板构成的圆柱形的大小进行调整，当电机轴未与楔形块接触时，在第三弹簧作用下，弧形板与第四套环紧密接触，此时弧形板构成的圆柱形直径最小，而随着电机轴的伸入第四套环，逐步压缩楔形块，通过第二滑杆使弧形板逐步伸出，使弧形板构成的圆柱形直径逐步增大，电机轴与第四套环通过固定螺栓固定，并通过第四弹簧防止松动，通过该方式可以调整第二连接绳绕设在弧形板的长度，进而对电机转动带动第二连接绳的收紧长度进行调整，从而可以对第一手爪的转动角度进行调整，该调整方式一次可以对多个手爪进行调整，调整方式更加可靠方便。

第一手爪和第二手爪铰接的方式，方便第二手爪角度的调整，并且可以通过调节旋钮进行锁紧，第二手爪下方的第一软垫，可以起到一定的缓冲作用，保护被夹持物不受损坏；第四套环下方通过第二轴承连接的固定板，可以在夹持物品时对被夹持物上方进行支撑，通过第二轴承的连接方式，可以防止与固定板与对被夹持物接触后，对被夹持物的损害。固定板下方的胶杆和胶块，提供足够的缓冲特性，进一步保护被夹持物，第二套环的外侧固定连接的第二软垫，防止第一套环移动到最内侧时的硬性接触。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中第一滑杆的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中第四套环的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中弧形板和第二滑杆的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中插管和第二半球块的结构图。

图中：1、安装法兰；2、第一支架；3、固定套；4、第二支架；5、电机；6、第一滑杆；7、固定块；8、第一套环；9、限位块；10、第一弹簧；11、第二弹簧；12、铰接轮；13、第一手爪；14、调节旋钮；15、第二手爪；16、第一软垫；17、第三套环；18、第一轴承；19、第一连接绳；20、第四套环；21、第二轴承；22、固定板；23、胶杆；24、胶块；25、第二连接绳；26、固定螺栓；27、弧形板；28、第三弹簧；29、第二滑杆；30、楔形块；31、第四弹簧；32、第二套环；33、第二软垫；34、垫板；35、第一半球块；36、第二半球块；37、第五弹簧；38、支撑板；39、调整螺栓；40、插管。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括安装法兰1，安装法兰1下方固定连接有第一支架2，所述第一支架2的下方固定连接有第二支架4，第二支架4的内侧通过固定套3固定连接有电机5，电机5的轴上通过第一轴承18活动连接有第二套环32，第二套环32的外侧固定连接有若干个环形排布的第一滑杆6，第一滑杆6的外侧固定连接有限位块9，限位块9与第二支架4的外侧互相连接，电机5轴上还连接有第三套环17和第四套环20，第三套环17位于第二套环32的上方，第四套环20位于第二套环32的下方，第一滑杆6上活动套设有第一套环8，第一套环8与限位块9之间连接有第一弹簧10，第一套环8顶部固定连接有固定块7，固定块7上连接有第一连接绳19，第一连接绳19选择性绕设在第三套环17上，第一套环8的底部连接有铰接轮12，铰接轮12下方活动铰接有第一手爪13，第一手爪13与第一套环8之间连接有第二弹簧11，第一手爪13下方连接有第二手爪15，第一手爪13的内侧连接有第二连接绳25，第四套环20的柱面上插设有若干个环形排布的第二滑杆29，第二滑杆29的内侧固定连接有楔形块30，楔形块30位于第四套环20内侧，第二滑杆29的外侧固定连接有柱面形的弧形板27，弧形板27与第四套环20的外侧之间连接有第三弹簧28，电机5的轴插设至第四套环20的内部，电机5的轴与楔形块30互相接触，第四套环20下方还固定连接有垫板34，电机5的轴与垫板34的下方通过固定螺栓26固定，固定螺栓26上套设有第四弹簧31，第四弹簧31位于电机5轴与垫板34之间，第二连接绳25选择性绕设在弧形板27上。本发明机器人手爪的驱动装置通过安装法兰1与机器人互相连接，第二支架4和固定套3用于固定电机5，第二支架4的外侧固定第一滑杆6，从而可以保证第一支架2、第二支架4和第一滑杆6的位置固定，电机5的轴通过第一轴承18与第二套环32连接，从而可以保证电机5轴转动时，第二套环32和第一滑杆6不会与电机5轴同步转动，限位块9用于防止第一套环8从外侧滑出，并且限位块9与第一套环8之间的第一弹簧10也可以保证手爪抓取动作的复位，本发明手爪驱动装置的工作过程为，电机5转动带动第三套环17和第四套环20的同步转动，进而带动第一连接绳19和第二连接绳25分别绕设在第三套环17和第四套环20上，并逐渐收紧，在第一连接绳19和第二连接绳25的拉拽作用下，各个第一套环8在第一连接绳19的拉拽下沿第一滑杆6向内侧移动，而各个第一手爪13则在第二连接绳25的拉拽下沿着铰接轮12向内侧转动，使各个第二手爪15同时进行互相靠近和收紧的动作，从而完成手爪的对物品的抓取动作，该抓取动作实现无需使用压缩空气，因此尤其适用于无压缩空气供应的工厂内，第一弹簧10可以实现第一套环8的回位，第二弹簧11则可以实现第一手爪13的回位，并且第一弹簧10和第二弹簧11也可以保证在电机5驱动移动时，弹簧的拉拽效果保证第一套环8和第一手爪13位置不随意移动，进一步的，本发明的第二连接绳25，绕设在第四套环20外侧的弧形板27上，各个弧形板27构成一个近似圆柱形的整体，通过调整电机5轴进入到第四套环20深度，从而可以控制电机5轴与楔形块30的接触情况，从而可以对弧形板27构成的圆柱形的大小进行调整，当电机5轴未与楔形块30接触时，在第三弹簧28作用下，弧形板27与第四套环20紧密接触，此时弧形板27构成的圆柱形直径最小，而随着电机5轴的伸入第四套环20，逐步压缩楔形块30，通过第二滑杆29使弧形板277逐步伸出，使弧形板27构成的圆柱形直径逐步增大，电机5轴与第四套环20通过固定螺栓26固定，并通过第四弹簧31防止松动，通过该方式可以调整第二连接绳25绕设在弧形板的长度，进而对电机5转动带动第二连接绳25的收紧长度进行调整，从而可以对第一手爪13的转动角度进行调整，该调整方式一次可以对多个手爪进行调整，调整方式更加可靠方便。

所述第一手爪13和第二手爪15的连接方式为铰接，第一手爪13和第二手爪15之间连接有调节旋钮14。第一手爪13和第二手爪15铰接的方式，方便第二手爪15角度的调整，并且可以通过调节旋钮14进行锁紧，所述第二手爪15的下方内侧固定连接有半球形的第一软垫16。第二手爪15下方的第一软垫16，可以起到一定的缓冲作用，保护被夹持物不受损坏；所述第四套环20的下方通过第二轴承21活动连接有固定板22。第四套环20下方通过第二轴承21连接的固定板22，可以在夹持物品时对被夹持物上方进行支撑，通过第二轴承21的连接方式，可以防止与固定板与对被夹持物接触后，对被夹持物的损害。所述固定板22的下方固定连接有若干个胶杆23，胶杆23下方固定连接有胶块24。固定板22下方的胶杆23和胶块24，提供足够的缓冲特性，进一步保护被夹持物，所述第二套环32的外侧固定连接有第二软垫33，第二软垫33与第一套环8选择性接触。第二套环32的外侧固定连接的第二软垫33，防止第一套环8移动到最内侧时的硬性接触。

另外，为了进一步提升本发明的夹取效果，所述电机5的轴上还固定连接有一排环形排布的第一半球块35，第一半球块35位于第四套环20内，所述第四套环20的上方还垂直插设有一排环形排布的插管40，插管40内部套设有第二半球块36，第二半球块36的内侧与第一半球块35选择性接触，第二半球块36的外侧连接有第五弹簧37，第五弹簧37的另一端连接有圆形的支撑板38，支撑板38的外侧固定连接有调整螺栓39，调整螺栓39螺纹连接在插管40的外侧，通过上述装置，带有弹性伸缩性能的第二半球块36，可以与第一半球块35产生一定的阻挡作用，当电机5带动旋转时，第一半球块35和第二半球块36的阻挡效果可以使电机5可以带动第四套环20旋转，进而可以通过第二连接绳25带动第一手爪13的抓取动作，当手爪抓取完毕后，第四套环20和第二连接绳25继续拉拽无法使第一手爪13继续动作，此时在电机5轴的转动力可以使第二半球块36克服第五弹簧37的作用，进入到插管40内，从而使电机5的转动无法继续带动第四套环20的继续转动，起到一定的保护作用，当第一套环8到位后电机5停止转动，即可进行下一步动作，进一步的，可以通过调整调整螺栓39调整支撑板38在插管40内部的位置，调整第五弹簧37的伸缩力，进而可以调整第二半球块36向内侧的伸缩力，从而可以适应不同硬度或材质的被夹取物。

其中，本发明中使用的安装法兰等器件在背景技术引用的专利文献中已经进行了充分的公开，属于成熟的现有技术，在此不再详述其具体结构。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种机器人手爪的驱动装置，包括安装法兰(1)，安装法兰(1)下方固定连接有第一支架(2)，其特征在于：所述第一支架(2)的下方固定连接有第二支架(4)，第二支架(4)的内侧通过固定套(3)固定连接有电机(5)，电机(5)的轴上通过第一轴承(18)活动连接有第二套环(32)，第二套环(32)的外侧固定连接有若干个环形排布的第一滑杆(6)，第一滑杆(6)的外侧固定连接有限位块(9)，限位块(9)与第二支架(4)的外侧互相连接，电机(5)轴上还连接有第三套环(17)和第四套环(20)，第三套环(17)位于第二套环(32)的上方，第四套环(20)位于第二套环(32)的下方，第一滑杆(6)上活动套设有第一套环(8)，第一套环(8)与限位块(9)之间连接有第一弹簧(10)，第一套环(8)顶部固定连接有固定块(7)，固定块(7)上连接有第一连接绳(19)，第一连接绳(19)选择性绕设在第三套环(17)上，第一套环(8)的底部连接有铰接轮(12)，铰接轮(12)下方活动铰接有第一手爪(13)，第一手爪(13)与第一套环(8)之间连接有第二弹簧(11)，第一手爪(13)下方连接有第二手爪(15)，第一手爪(13)的内侧连接有第二连接绳(25)，第四套环(20)的柱面上插设有若干个环形排布的第二滑杆(29)，第二滑杆(29)的内侧固定连接有楔形块(30)，楔形块(30)位于第四套环(20)内侧，第二滑杆(29)的外侧固定连接有柱面形的弧形板(27)，弧形板(27)与第四套环(20)的外侧之间连接有第三弹簧(28)，电机(5)的轴插设至第四套环(20)的内部，电机(5)的轴与楔形块(30)选择性接触，第四套环(20)下方还固定连接有垫板(34)，电机(5)的轴与垫板(34)的下方通过固定螺栓(26)固定，固定螺栓(26)上套设有第四弹簧(31)，第四弹簧(31)位于电机(5)轴与垫板(34)之间，第二连接绳(25)选择性绕设在弧形板(27)上。

2.根据权利要求1所述的机器人手爪的驱动装置，其特征在于：所述第一手爪(13)和第二手爪(15)的连接方式为铰接，第一手爪(13)和第二手爪(15)之间连接有调节旋钮(14)。

3.根据权利要求2所述的机器人手爪的驱动装置，其特征在于：所述第二手爪(15)的下方内侧固定连接有半球形的第一软垫(16)。

4.根据权利要求1所述的机器人手爪的驱动装置，其特征在于：所述第四套环(20)的下方通过第二轴承(21)活动连接有固定板(22)。

5.根据权利要求4所述的机器人手爪的驱动装置，其特征在于：所述固定板(22)的下方固定连接有若干个胶杆(23)，胶杆(23)下方固定连接有胶块(24)。

6.根据权利要求1所述的机器人手爪的驱动装置，其特征在于：所述第二套环(32)的外侧固定连接有第二软垫(33)，第二软垫(33)与第一套环(8)选择性接触。