CN109807920A - 一种基于钢丝驱动的机械爪结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于钢丝驱动的机械爪结构，包括支架、一号伺服驱动电机和二号伺服驱动电机。有益效果在于：通过设置的一号滑轮、一号转向滑轮、一号驱动滑轮、一号钢丝、二号滑轮、二号转向滑轮、二号驱动滑轮和二号钢丝，使得装置通过钢丝进行力传递，提高力反馈精准度，通过设置的一号涨紧轮、二号涨紧轮、三号钢丝、四号钢丝、一号公转定滑轮和二号公转定滑轮，使得装置避免因为连杆之间的间隙对夹爪平行度的影响，保证夹爪夹取物体的平行度，通过设置的三号滑轮、四号滑轮、二号旋转轴和四号旋转轴，使得一号手爪钢件和二号手爪钢件可以进行近180度运动角度，扩大开爪范围。
Description
技术领域
本发明涉及丝传动结构在两指机械爪的领域，本发明涉及一种基于钢丝驱动的机械爪结构。
背景技术
双爪夹持机构在机械手的使用中较为常见，两爪的爪握范围更加广泛，为人类设计的工具和实际应用场景中的物品。常规两爪机构采用气动或者电机来驱动，驱动结构一般是一个气缸或者一个电机通过平行四边形连杆来控制两个手指进行爪握动作，再通过钢性连杆的力传递进行爪握力度的控制，但由于连杆的运动间隙和精度较差，力反馈不准确，同时，现有的机构在长时间使用后，连杆之间产生的间隙对夹持机构的平行度造成影响，而且，现有的机构由于连杆机构的尺寸限制，夹爪的运动角度不会很大，开爪范围小，因此需要一种新型的装置来解决现有的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于钢丝驱动的机械爪结构。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于钢丝驱动的机械爪结构，包括支架、一号伺服驱动电机和二号伺服驱动电机，所述支架内设置有所述一号伺服驱动电机，所述一号伺服驱动电机下侧设置有所述二号伺服驱动电机，所述一号伺服驱动电机一侧设置有一号滑轮，所述一号滑轮一侧设置有一号转向滑轮，所述一号滑轮外侧设置有一号钢丝，所述一号钢丝远离所述一号滑轮一端设置有一号驱动滑轮，所述一号伺服驱动电机远离所述一号滑轮一侧设置有一号钢件，所述一号钢件远离所述一号伺服驱动电机一侧设置有一号手爪钢件，所述一号钢件远离所述一号驱动滑轮一侧设置有一号公转定滑轮，所述一号公转定滑轮一侧设置有一号涨紧轮，所述涨紧轮远离所述一号公转定滑轮一侧设置有三号滑轮，所述三号滑轮和所述一号公转定滑轮之间设置有三号钢丝，所述二号伺服驱动电机一侧设置有二号滑轮，所述二号滑轮一侧设置有二号转向滑轮，所述二号滑轮外侧设置有二号钢丝，所述二号钢丝远离所述二号滑轮一端设置有二号驱动滑轮，所述二号伺服驱动电机远离所述二号滑轮一侧设置有二号钢件，所述二号钢件远离所述二号伺服驱动电机一侧设置有二号手爪钢件，所述二号钢件远离所述二号驱动滑轮一侧设置有二号公转定滑轮，所述二号公转定滑轮一侧设置有二号涨紧轮，所述二号涨紧轮远离所述二号公转定滑轮一侧设置有四号滑轮，所述四号滑轮与所述二号公转定滑轮之间设置有四号钢丝，所述一号驱动滑轮内设置有一号旋转轴，所述一号手爪钢件内设置有二号旋转轴，所述二号驱动滑轮内设置有三号旋转轴，所述二号手爪钢件内设置有四号旋转轴。
进一步的，所述支架与所述一号伺服驱动电机通过卡槽连接，所述一号伺服驱动电机与所述一号滑轮通过花键连接，所述一号滑轮与所述一号钢丝刚性连接。
进一步的，所述一号转向滑轮与所述支架通过螺栓连接，所述一号钢丝与所述一号驱动滑轮刚性连接，所述一号驱动滑轮与所述一号钢件焊接，所述一号钢件与所述一号伺服驱动电机通过所述一号旋转轴连接。
进一步的，所述一号钢件与所述一号手爪钢件通过所述二号旋转轴、所述三号滑轮、所述三号钢丝、所述一号涨紧轮以及所述所述一号公转定滑轮连接，所述一号公转定滑轮与所述一号伺服驱动电机刚性连接。
进一步的，所述一号公转定滑轮与所述三号钢丝刚性连接，所述三号滑轮与所述一号手爪钢件转动连接，所述三号钢丝与所述三号滑轮刚性连接。
进一步的，所述支架与所述二号伺服驱动电机通过卡槽连接，所述二号伺服驱动电机与所述二号滑轮通过花键连接，所述二号滑轮与所述二号钢丝刚性连接。
进一步的，所述二号转向滑轮与所述支架通过螺栓连接，所述二号钢丝与所述二号驱动滑轮刚性连接，所述二号驱动滑轮与所述二号钢件焊接，所述二号钢件与所述二号伺服驱动电机通过所述三号旋转轴连接。
进一步的，所述二号钢件与所述二号手爪钢件通过所述四号旋转轴、所述四号滑轮、所述四号钢丝、所述二号涨紧轮以及所述所述二号公转定滑轮连接，所述二号公转定滑轮与所述二号伺服驱动电机刚性连接。
进一步的，所述二号公转定滑轮与所述四号钢丝刚性连接，所述四号滑轮与所述二号手爪钢件转动连接，所述四号钢丝与所述四号滑轮刚性连接。
进一步的，所述一号涨紧轮与所述一号钢件通过螺纹连接，所述二号涨紧轮与所述二号钢件通过螺纹连接。
具体工作原理为：在使用时，当需要夹取物体时，所述一号伺服驱动电机和所述二号伺服驱动电机分别同时带动所述一号滑轮和所述二号滑轮转动，所述一号滑轮通过所述一号钢丝带动所述一号驱动滑轮绕着所述一号旋转轴进行逆时针转动，所述一号钢件也进行逆时针转动，所述一号公转定滑轮因为与所述支架刚性连接，所以所述一号公转定滑轮带动所述三号钢丝进行缠绕，因为所述三号钢丝与所述一号公转定滑轮刚性连接，使得所述三号滑轮进行逆时针转动，进而使得所述一号手爪钢件向下运动，同时，所述二号伺服驱动电机带动所述二号滑轮进行转动，所述二号滑轮通过所述二号钢丝带动所述二号驱动滑轮绕着所述三号旋转轴进行顺时针转动，因为所述二号公转定滑轮与所述四号钢丝刚性连接，使得所述四号钢丝带动所述四号滑轮绕着所述四号旋转轴进行顺时针转动，进而使得所述二号手爪钢件向上移动，进而可以对物体进行夹取，通过调节所述一号涨紧轮和所述二号涨紧轮，使得所述三号钢丝和所述四号钢丝保持绷紧状态，进而使得所述一号手爪钢件和所述二号收件钢件保持夹取时的平行度，当需要张开所述一号手爪钢件和所述二号手爪钢件时，所述一号伺服驱动电机和所述二号伺服驱动电机分别进行反向转动，使得所述一号驱动滑轮和所述二号驱动滑轮分别进行顺时针和逆时针转动，进而使得所述一号钢件和所述二号钢件分别绕着所述一号旋转轴和所述二号旋转轴进行顺时针和逆时针转动，通过所述三号钢丝和所述四号钢丝带动所述三号滑轮和所述四号滑轮分别进行逆时针和顺时针转动，使得所述一号手爪钢件和所述二号手爪钢件相互分离张开，通过设置的所述一号滑轮、所述一号转向滑轮、所述一号驱动滑轮、所述一号钢丝、所述二号滑轮、所述二号转向滑轮、所述二号驱动滑轮和所述二号钢丝，使得装置通过所述一号钢丝和所述二号钢丝进行力传递，避免连杆机构因为运动间隙和精度差造成力传递精准度低，提高力反馈精准度，同时，通过设置的所述三号滑轮、所述四号滑轮、所述二号旋转轴和所述四号旋转轴，使得所述一号手爪钢件和所述二号手爪钢件可以进行近180度运动角度，扩大开爪范围。
本发明的有益效果在于：
1、通过设置的一号滑轮、一号转向滑轮、一号驱动滑轮、一号钢丝、二号滑轮、二号转向滑轮、二号驱动滑轮和二号钢丝，使得装置通过钢丝进行力传递，提高力反馈精准度；
2、通过设置的一号涨紧轮、二号涨紧轮、三号钢丝、四号钢丝、一号公转定滑轮和二号公转定滑轮，使得装置避免因为连杆之间的间隙对夹爪平行度的影响，保证夹爪夹取物体的平行度；
3、通过设置的三号滑轮、四号滑轮、二号旋转轴和四号旋转轴，使得一号手爪钢件和二号手爪钢件可以进行近180度运动角度，扩大开爪范围。
附图说明
图1是本发明所述一种基于钢丝驱动的机械爪结构的主视图；
图2是本发明所述一种基于钢丝驱动的机械爪结构的后视图；
图3是本发明所述一种基于钢丝驱动的机械爪结构的爪握示意图；
图4是本发明所述一种基于钢丝驱动的机械爪结构的打开示意图。
附图标记说明如下：
1、一号钢件；2、一号驱动滑轮；3、一号伺服驱动电机；4、一号钢丝；5、一号转向滑轮；6、一号滑轮；7、二号钢丝；8、二号滑轮；9、支架；10、二号转向滑轮；11、二号驱动滑轮；12、二号钢件；13、一号公转定滑轮；14、三号滑轮；15、一号手爪钢件；16、三号钢丝；17、一号涨紧轮；18、二号手爪钢件；19、二号伺服驱动电机；20、三号旋转轴；21、四号钢丝；22、二号涨紧轮；23、四号滑轮；24、二号公转定滑轮；25、一号旋转轴；26、二号旋转轴；27、四号旋转轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图4所示，一种基于钢丝驱动的机械爪结构，包括支架9、一号伺服驱动电机3和二号伺服驱动电机19，所述支架9内设置有所述一号伺服驱动电机3，所述一号伺服驱动电机3下侧设置有所述二号伺服驱动电机19，所述一号伺服驱动电机3一侧设置有一号滑轮6，所述一号滑轮6一侧设置有一号转向滑轮5，所述一号滑轮6外侧设置有一号钢丝4，所述一号钢丝4远离所述一号滑轮6一端设置有一号驱动滑轮2，所述一号伺服驱动电机3远离所述一号滑轮6一侧设置有一号钢件1，所述一号钢件1远离所述一号伺服驱动电机3一侧设置有一号手爪钢件15，所述一号钢件1远离所述一号驱动滑轮2一侧设置有一号公转定滑轮13，所述一号公转定滑轮13一侧设置有一号涨紧轮17，所述一号涨紧轮17远离所述一号公转定滑轮13一侧设置有三号滑轮14，所述三号滑轮14和所述一号公转定滑轮13之间设置有三号钢丝16，所述二号伺服驱动电机19一侧设置有二号滑轮8，所述二号滑轮8一侧设置有二号转向滑轮10，所述二号滑轮8外侧设置有二号钢丝7，所述二号钢丝7远离所述二号滑轮8一端设置有二号驱动滑轮11，所述二号伺服驱动电机19远离所述二号滑轮8一侧设置有二号钢件12，所述二号钢件12远离所述二号伺服驱动电机19一侧设置有二号手爪钢件18，所述二号钢件12远离所述二号驱动滑轮11一侧设置有二号公转定滑轮24，所述二号公转定滑轮24一侧设置有二号涨紧轮22，所述二号涨紧轮22远离所述二号公转定滑轮24一侧设置有四号滑轮23，所述四号滑轮23与所述二号公转定滑轮24之间设置有四号钢丝21，所述一号驱动滑轮2内设置有一号旋转轴25，所述一号手爪钢件15内设置有二号旋转轴26，所述二号驱动滑轮11内设置有三号旋转轴20，所述二号手爪钢件18内设置有四号旋转轴27。
本实施例中，所述支架9与所述一号伺服驱动电机3通过卡槽连接，所述一号伺服驱动电机3与所述一号滑轮6通过花键连接，所述一号滑轮6与所述一号钢丝4刚性连接，所述支架9可以对所述一号伺服驱动电机3和所述二号伺服驱动电机19进行支撑。
本实施例中，所述一号转向滑轮5与所述支架9通过螺栓连接，所述一号钢丝4与所述一号驱动滑轮2刚性连接，所述一号驱动滑轮2与所述一号钢件1焊接，所述一号钢件1与所述一号伺服驱动电机3通过所述一号旋转轴25连接，所述一号钢丝4可以带动所述一号驱动滑轮2进行转动，所述一号伺服驱动电机3可以为所述一号滑轮6提供动力。
本实施例中，所述一号钢件1与所述一号手爪钢件15通过所述二号旋转轴26、所述三号滑轮14、所述三号钢丝16、所述一号涨紧轮17以及所述一号公转定滑轮13连接，所述一号公转定滑轮13与所述一号伺服驱动电机3刚性连接，所述三号钢丝16可以带动所述三号滑轮14进行转动。
本实施例中，所述一号公转定滑轮13与所述三号钢丝16刚性连接，所述三号滑轮14与所述一号手爪钢件15转动连接，所述三号钢丝16与所述三号滑轮14刚性连接，所述一号手爪钢件15可以对物体进行爪取。
本实施例中，所述支架9与所述二号伺服驱动电机19通过卡槽连接，所述二号伺服驱动电机19与所述二号滑轮8通过花键连接，所述二号滑轮8与所述二号钢丝7刚性连接，所述二号伺服驱动电机19可以带动所述二号滑轮8进行转动。
本实施例中，所述二号转向滑轮10与所述支架9通过螺栓连接，所述二号钢丝7与所述二号驱动滑轮11刚性连接，所述二号驱动滑轮11与所述二号钢件12焊接，所述二号钢件12与所述二号伺服驱动电机19通过所述三号旋转轴20连接，所述二号钢件12为所述二号驱动滑轮11提供支撑。
本实施例中，所述二号钢件12与所述二号手爪钢件18通过所述四号旋转轴27、所述四号滑轮23、所述四号钢丝21、所述二号涨紧轮22以及所述二号公转定滑轮24连接，所述二号公转定滑轮24与所述二号伺服驱动电机19刚性连接，所述四号钢丝21可以带动所述四号滑轮23进行转动。
本实施例中，所述二号公转定滑轮24与所述四号钢丝21刚性连接，所述四号滑轮23与所述二号手爪钢件18转动连接，所述四号钢丝21与所述四号滑轮23刚性连接，所述二号手爪钢件18可以对物体进行爪取。
本实施例中，所述一号涨紧轮17与所述一号钢件1通过螺纹连接，所述二号涨紧轮22与所述二号钢件12通过螺纹连接，通过所述一号涨紧轮17和所述二号涨紧轮22可以对所述三号钢丝16和所述四号钢丝21的松紧程度进行调节。
具体工作原理为：在使用时，当需要夹取物体时，所述一号伺服驱动电机3和所述二号伺服驱动电机19分别同时带动所述一号滑轮6和所述二号滑轮8转动，所述一号滑轮6通过所述一号钢丝4带动所述一号驱动滑轮2绕着所述一号旋转轴25进行逆时针转动，所述一号钢件1也进行逆时针转动，所述一号公转定滑轮13因为与所述支架9刚性连接，所以所述一号公转定滑轮13带动所述三号钢丝16进行缠绕，因为所述三号钢丝16与所述一号公转定滑轮13刚性连接，使得所述三号滑轮14进行逆时针转动，进而使得所述一号手爪钢件15向下运动，同时，所述二号伺服驱动电机19带动所述二号滑轮8进行转动，所述二号滑轮8通过所述二号钢丝7带动所述二号驱动滑轮11绕着所述三号旋转轴20进行顺时针转动，因为所述二号公转定滑轮24与所述四号钢丝21刚性连接，使得所述四号钢丝21带动所述四号滑轮23绕着所述四号旋转轴27进行顺时针转动，进而使得所述二号手爪钢件18向上移动，进而可以对物体进行夹取，通过调节所述一号涨紧轮17和所述二号涨紧轮22，使得所述三号钢丝16和所述四号钢丝21保持绷紧状态，进而使得所述一号手爪钢件15和所述二号手爪钢件18保持夹取时的平行度，当需要张开所述一号手爪钢件15和所述二号手爪钢件18时，所述一号伺服驱动电机3和所述二号伺服驱动电机19分别进行反向转动，使得所述一号驱动滑轮2和所述二号驱动滑轮11分别进行顺时针和逆时针转动，进而使得所述一号钢件1和所述二号钢件12分别绕着所述一号旋转轴25和所述二号旋转轴26进行顺时针和逆时针转动，通过所述三号钢丝16和所述四号钢丝21带动所述三号滑轮14和所述四号滑轮23分别进行逆时针和顺时针转动，使得所述一号手爪钢件15和所述二号手爪钢件18相互分离张开，通过设置的所述一号滑轮6、所述一号转向滑轮5、所述一号驱动滑轮2、所述一号钢丝4、所述二号滑轮8、所述二号转向滑轮10、所述二号驱动滑轮11和所述二号钢丝7，使得装置通过所述一号钢丝4和所述二号钢丝7进行力传递，避免连杆机构因为运动间隙和精度差造成力传递精准度低，提高力反馈精准度，同时，通过设置的所述三号滑轮14、所述四号滑轮23、所述二号旋转轴26和所述四号旋转轴27，使得所述一号手爪钢件15和所述二号手爪钢件18可以进行近180度运动角度，扩大开爪范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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。
Claims (10)
1.一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：包括支架(9)、一号伺服驱动电机(3)和二号伺服驱动电机(19)，所述支架(9)内设置有所述一号伺服驱动电机(3)，所述一号伺服驱动电机(3)下侧设置有所述二号伺服驱动电机(19)，所述一号伺服驱动电机(3)一侧设置有一号滑轮(6)，所述一号滑轮(6)一侧设置有一号转向滑轮(5)，所述一号滑轮(6)外侧设置有一号钢丝(4)，所述一号钢丝(4)远离所述一号滑轮(6)一端设置有一号驱动滑轮(2)，所述一号伺服驱动电机(3)远离所述一号滑轮(6)一侧设置有一号钢件(1)，所述一号钢件(1)远离所述一号伺服驱动电机(3)一侧设置有一号手爪钢件(15)，所述一号钢件(1)远离所述一号驱动滑轮(2)一侧设置有一号公转定滑轮(13)，所述一号公转定滑轮(13)一侧设置有一号涨紧轮(17)，所述一号涨紧轮(17)远离所述一号公转定滑轮(13)一侧设置有三号滑轮(14)，所述三号滑轮(14)和所述一号公转定滑轮(13)之间设置有三号钢丝(16)，所述二号伺服驱动电机(19)一侧设置有二号滑轮(8)，所述二号滑轮(8)一侧设置有二号转向滑轮(10)，所述二号滑轮(8)外侧设置有二号钢丝(7)，所述二号钢丝(7)远离所述二号滑轮(8)一端设置有二号驱动滑轮(11)，所述二号伺服驱动电机(19)远离所述二号滑轮(8)一侧设置有二号钢件(12)，所述二号钢件(12)远离所述二号伺服驱动电机(19)一侧设置有二号手爪钢件(18)，所述二号钢件(12)远离所述二号驱动滑轮(11)一侧设置有二号公转定滑轮(24)，所述二号公转定滑轮(24)一侧设置有二号涨紧轮(22)，所述二号涨紧轮(22)远离所述二号公转定滑轮(24)一侧设置有四号滑轮(23)，所述四号滑轮(23)与所述二号公转定滑轮(24)之间设置有四号钢丝(21)，所述一号驱动滑轮(2)内设置有一号旋转轴(25)，所述一号手爪钢件(15)内设置有二号旋转轴(26)，所述二号驱动滑轮(11)内设置有三号旋转轴(20)，所述二号手爪钢件(18)内设置有四号旋转轴(27)。
2.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述支架(9)与所述一号伺服驱动电机(3)通过卡槽连接，所述一号伺服驱动电机(3)与所述一号滑轮(6)通过花键连接，所述一号滑轮(6)与所述一号钢丝(4)刚性连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述一号转向滑轮(5)与所述支架(9)通过螺栓连接，所述一号钢丝(4)与所述一号驱动滑轮(2)刚性连接，所述一号驱动滑轮(2)与所述一号钢件(1)焊接，所述一号钢件(1)与所述一号伺服驱动电机(3)通过所述一号旋转轴(25)连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述一号钢件(1)与所述一号手爪钢件(15)通过所述二号旋转轴(26)、所述三号滑轮(14)、所述三号钢丝(16)、所述一号涨紧轮(17)以及所述一号公转定滑轮(13)连接，所述一号公转定滑轮(13)与所述一号伺服驱动电机(3)刚性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述一号公转定滑轮(13)与所述三号钢丝(16)刚性连接，所述三号滑轮(14)与所述一号手爪钢件(15)转动连接，所述三号钢丝(16)与所述三号滑轮(14)刚性连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述支架(9)与所述二号伺服驱动电机(19)通过卡槽连接，所述二号伺服驱动电机(19)与所述二号滑轮(8)通过花键连接，所述二号滑轮(8)与所述二号钢丝(7)刚性连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述二号转向滑轮(10)与所述支架(9)通过螺栓连接，所述二号钢丝(7)与所述二号驱动滑轮(11)刚性连接，所述二号驱动滑轮(11)与所述二号钢件(12)焊接，所述二号钢件(12)与所述二号伺服驱动电机(19)通过所述三号旋转轴(20)连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述二号钢件(12)与所述二号手爪钢件(18)通过所述四号旋转轴(27)、所述四号滑轮(23)、所述四号钢丝(21)、所述二号涨紧轮(22)以及所述二号公转定滑轮(24)连接，所述二号公转定滑轮(24)与所述二号伺服驱动电机(19)刚性连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述二号公转定滑轮(24)与所述四号钢丝(21)刚性连接，所述四号滑轮(23)与所述二号手爪钢件(18)转动连接，所述四号钢丝(21)与所述四号滑轮(23)刚性连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于钢丝驱动的机械爪结构，其特征在于：所述一号涨紧轮(17)与所述一号钢件(1)通过螺纹连接，所述二号涨紧轮(22)与所述二号钢件(12)通过螺纹连接。
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| CN (1) | CN109807920A (zh) |
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- 2019-03-01 CN CN201910157111.6A patent/CN109807920A/zh active Pending
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