CN109676641B - 一种机器人夹爪模块 - Google Patents

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    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
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    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人夹爪模块，包括带有步进电机的驱动机构；所述驱动机构的输出与夹爪连接，所述驱动机构通过夹爪传动件带动四杆机构运动，从而控制夹爪的开合。本发明具有如下优点:1.模块化的设计方法，机器人构建和拆装方便；2.丝杆螺纹的自锁性，能保证在夹持状态下的自动锁紧，而不需要额外的夹持锁紧机构，减少功耗以及对电机的损害；3.夹爪组件上的力传感器可反馈夹持力，保证夹持力的稳定与可控，保护夹持和模块不受损坏；4.四杆机构构成的夹爪具有一定的适应性，同时在夹爪和夹爪组件上安装的橡胶垫可增大摩擦。

Description

一种机器人夹爪模块
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人夹爪模块。
背景技术
机器人技术在生活和生产中应用广泛，目前的机器人大多应用于特定场合，具有固定的构型，制约了机器人的推广和多领域的应用。机器人的模块化是当今世界机器人研究和开发的趋势，通过不同模块的组合构成具有不同自由度、不同功能的机器人。
针对机器人夹爪模块的研究，我国近年来研制了一些成果。发明专利(CN108214534A)公布了一种自适应欠驱动机器人夹爪，包括夹爪壳体、驱动模块和手指模块，手指模块通过自适应连杆系和平行连杆系与驱动杆铰接，并有驱动杆驱动运动。发明专利(CN107139204A)公布了一种机器人夹爪、夹抓方法及机器人，机器人夹爪包括夹抓气缸和两个活动连接于夹抓气缸的夹持件，两个夹持件能在夹抓气缸的驱动下相互远离或者靠近。
现阶段已公布的机器人夹爪结构相对复杂和笨重，机器人的重构性不强，安装和拆卸不易进行，因此有必要开发更为简单紧凑、方面重构和拆装的机器人夹爪模块。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题：提出了一种结构简单、制造成本低、方便重构和拆装的机器人夹爪模块。通过电机座末端设计的与其它零部件连接的孔位，方便与其它机器人模块的连接；夹爪组件上的压力传感器，可实现夹持力的稳定与可控，保护夹持物不受损坏；夹爪组件和夹爪上的橡胶垫片，可增加夹爪的适应性，同时增大与夹持物的摩擦。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的；
一种机器人夹爪模块，其特征在于，包括带有步进电机的驱动机构；所述驱动机构的输出与夹爪连接，所述驱动机构通过夹爪传动件带动四杆机构运动，从而控制夹爪的开合；
所述驱动机构包括步进电机、电机座、螺母、直线轴承、丝杆轴、轴承盖、导杆、第一滚动轴承、夹爪传动件和夹爪组件；所述步进电机与电机座通过螺钉紧固连接，所述丝杆轴与步进电机配接，所述螺母与丝杆轴配接，4个所述直线轴承与夹爪传动件配接，所述轴承盖与夹爪组件通过螺钉紧固连接，4个导杆与电机座、夹爪组件通过螺钉紧固连接，所述第一滚动轴承与夹爪组件配接；
四杆机构包括夹爪传动件、销轴、第二滚动轴承、夹爪和夹爪连接件；4个所述第二滚动轴承与夹爪配接，2个销轴与所述夹爪传动件通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承的夹爪配接；2个销轴与所述夹爪连接件通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承的夹爪配接；2个第二滚动轴承与所述夹爪连接件配接，2个所述销轴与所述夹爪组件通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承的夹爪连接件配接，消除四杆机构的径向间隙。
在上述的一种机器人夹爪模块，所述夹爪组件安装有压力传感器，所述压力传感器是薄片式传感器，通过橡胶垫片封压在夹爪组件的预设矩形孔内，实现了夹持力的稳定与可控，保护夹持物，同时防止模块的机械故障。
在上述的一种机器人夹爪模块，所述夹爪组件和夹爪设计安装3个橡胶垫片，橡胶垫片是粘贴式橡胶垫片，通过粘贴安装在夹爪组件和夹爪的预设矩形孔内，增加模块的适应性，同时增大夹持物与模块间的摩擦。
因此，本发明具有如下优点:1.模块化的设计方法，机器人构建和拆装方便；2.丝杆螺纹的自锁性，能保证在夹持状态下的自动锁紧，而不需要额外的夹持锁紧机构，减少功耗以及对电机的损害；3.夹爪组件上的力传感器可反馈夹持力，保证夹持力的稳定与可控，保护夹持和模块不受损坏；4.四杆机构构成的夹爪具有一定的适应性，同时在夹爪和夹爪组件上安装的橡胶垫可增大摩擦。
附图说明
图1是本发明机器人夹爪模块的外观图。
图2是本发明机器人夹爪模块的爆炸示意图。
具体实施方案
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本发明中，提供一种机器人夹爪模块，为了满足结构简单紧凑、方便机器人重构、能夹持锁紧的要求，机器人夹爪模块使用步进电机、丝杆螺母机构、夹爪传动件、夹爪组件、夹爪连接件及夹爪实现运动和夹持功能。其所述夹爪模块由步进电机驱动，经丝杆螺母机构传递推力至夹爪传动件，带动四杆机构运动实现手爪的夹持和松开功能，而丝杆螺纹的自锁性可保证在夹持状态下自动锁紧。
本发明中，一种机器人夹爪模块的外观和结构分别如图1和图2所示。该机器人夹爪模块主要零部件包括：1、步进电机2、电机座3、螺母4、直线轴承5、丝杆轴6、轴承盖7、导杆8、第一滚动轴承9、夹爪传动件10、夹爪组件11、压力传感器12、销轴13、第二滚动轴承14、夹爪15、夹爪连接件16、橡胶垫片。
步进电机1与电机座2通过螺钉紧固连接，与丝杆轴6配接；螺母3与丝杆轴6配接，与夹爪传动件9通过螺钉紧固连接；直线轴承4与夹爪传动件9配接；轴承盖6与夹爪组件10通过螺钉紧固连接；导杆7与直线轴承4配接，与电机座2通过螺钉紧固连接，与夹爪组件通过螺钉紧固连接；第一滚动轴承8与夹爪组件10配接；压力传感器11通过橡胶垫片16封压在夹爪组件10的预设矩形孔内；4个第二滚动轴承13与所述夹爪14配接，2个所述销轴12与所述夹爪传动件9通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承13的夹爪14配接；2个所述销轴12与所述夹爪连接件15通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承13的夹爪14配接；2个所述第二滚动轴承13与所述夹爪连接件15配接，2个所述销轴12与所述夹爪组件10通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承13的夹爪连接件15配接，橡胶垫片16通过粘贴安装在夹爪组件10和夹爪14的预设矩形孔内。
本文总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。

Claims (3)

1.一种机器人夹爪模块，其特征在于，包括带有步进电机(1)的驱动机构；所述驱动机构的输出与夹爪(14)连接，所述驱动机构通过夹爪传动件(9)带动四杆机构运动，从而控制夹爪(14)的开合；
机器人夹爪模块使用步进电机、丝杆螺母机构、夹爪传动件、夹爪组件、夹爪连接件及夹爪实现运动和夹持功能；其所述夹爪模块由步进电机驱动，经丝杆螺母机构传递推力至夹爪传动件，带动四杆机构运动实现手爪的夹持和松开功能，而丝杆螺纹的自锁性可保证在夹持状态下自动锁紧；
所述驱动机构包括步进电机(1)、电机座(2)、螺母(3)、直线轴承(4)、丝杆轴(5)、轴承盖(6)、导杆(7)、第一滚动轴承(8)、夹爪传动件(9)和夹爪组件(10)；所述步进电机(1)与电机座(2)通过螺钉紧固连接，所述丝杆轴(5)与步进电机(1)配接，所述螺母(3)与丝杆轴(5)配接，4个所述直线轴承(4)与夹爪传动件(9)配接，所述轴承盖(6)与夹爪组件(10)通过螺钉紧固连接，4个导杆(7)与电机座(2)、夹爪组件(10)通过螺钉紧固连接，所述第一滚动轴承(8)与夹爪组件(10)配接；
四杆机构包括夹爪传动件(9)、销轴(12)、第二滚动轴承(13)、夹爪(14)和夹爪连接件(15)；4个所述第二滚动轴承(13)与夹爪(14)配接，2个销轴(12)与所述夹爪传动件(9)通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承(13)的夹爪(14)配接；2个销轴(12)与所述夹爪连接件(15)通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承(13)的夹爪(14)配接；2个第二滚动轴承(13)与所述夹爪连接件(15)配接，2个所述销轴(12)与所述夹爪组件(10)通过预设孔连接，并与安装有第二滚动轴承(13)的夹爪连接件(15)配接，消除四杆机构的径向间隙。
2.根据权利要求1所述的一种机器人夹爪模块，其特征在于，所述夹爪组件(10)安装有压力传感器(11)，所述压力传感器(11)是薄片式传感器，通过橡胶垫片(16)封压在夹爪组件(10)的预设矩形孔内，实现了夹持力的稳定与可控，保护夹持物，同时防止模块的机械故障。
3.根据权利要求1所述的一种机器人夹爪模块，其特征在于，所述夹爪组件(10)和夹爪(14)设计安装3个橡胶垫片(16)，橡胶垫片(16)是粘贴式橡胶垫片，通过粘贴安装在夹爪组件(10)和夹爪(14)的预设矩形孔内，增加模块的适应性，同时增大夹持物与模块间的摩擦。
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