CN110561480B - 一种模块化机器人手指及抓手 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械手技术领域，特别涉及一种模块化机器人手指，包括手指、手指驱动座、手指安装座，所述手指通过手指安装接口与手指驱动座进行连接，用于抓持物体；所述手指驱动座安装于手指安装座上，所述手指驱动座与手指安装座可实现相对转动；所述手指安装座上开设有螺纹孔Ⅱ。还涉及一种模块化机器人抓手，包括如前所述的模块化机器人手指和安装框架Ⅰ，所述安装框架Ⅰ上可拆卸安装有至少两组模块化机器人手指。前述的模块化机器人抓手可以安装于安装框架Ⅱ上。本发明的机器人手指以及抓手采用模块化设计，安装拆卸方便，可以根据实际作业需求进行组装，方便快捷，减少研发周期，并且具有较好的通用性。

Description

一种模块化机器人手指及抓手
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，特别涉及一种模块化机器人手指及抓手。
背景技术
随着3c、物流、食品等行业的迅猛发展，自动化行业机器人抓取对象种类迅速增加，这进一步提高了对机器人抓手通用性要求。然而，现有工业机器人抓手大多以商业化固定型号、非标形式存在。对于商业化固定型号的机器人抓手而言，用户二次开发空间不大，难以拓展其抓持通用性功能。而非标机器人抓手则存在研发周期长、通用性差、非标结构数量多、研制成本高等显著缺点。
发明内容
本发明解决了相关技术中机器人抓手研发周期长和通用性差问题，提出一种模块化机器人手指及抓手，可以根据实际作业需求进行组装，方便快捷，减少研发周期。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种模块化机器人手指及抓手，包括：
手指，所述手指用于抓持物体；
手指驱动座，所述手指通过手指安装接口与手指驱动座进行连接；
手指安装座，所述手指驱动座安装于手指安装座上，所述手指驱动座与手指安装座可实现相对转动；所述手指安装座上开设有螺纹孔Ⅱ。
作为优选方案，所述手指驱动座开设有螺纹孔Ⅰ，所述手指通过手指安装接口与手指驱动座螺纹连接。
作为优选方案，所述手指安装座内设置有微型伺服电机，所述手指驱动座和手指安装座通过微型伺服电机的转轴进行连接。
一种模块化机器人抓手，包括：
如前所述的模块化机器人手指；
安装框架Ⅰ，所述安装框架Ⅰ上可拆卸安装有至少两组模块化机器人手指。
一种模块化机器人抓手，其特征在于，包括：
如前所述的模块化机器人手指；
安装框架Ⅰ，所述安装框架Ⅰ上可拆卸安装有至少两组模块化机器人手指形成模块化机器人抓手Ⅰ；
安装框架Ⅱ，所述安装框架Ⅱ上安装有至少两组模块化机器人抓手Ⅰ。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的机器人手指以及抓手采用模块化设计，安装拆卸方便，可以根据实际作业需求进行组装，方便快捷，大大减少研发的周期；本发明手指安装座上开设有多个螺纹孔，可以满足多样化的安装需求，具有较好的通用性；同时，每个模块化手指部件驱动与手指分离式设计，用户能够根据实际抓持工作需求开发特定构型的手指并植入模块化手指，成为功能完整的手指部件，使得模块化机器人手指形式、空间布局方式更为多样灵活，可进一步提高抓手通用性。
附图说明
图1是本发明模块化机器人手指的结构示意图；
图2是本发明二指抓手的结构示意图；
图3是本发明四指抓手的结构示意图。
图中：
1、手指，2、安装接口，3、螺纹孔Ⅰ，4、手指驱动座，401、凹槽Ⅰ，402、半圆弧部，5、手指安装座，501、转动部，502、凹槽Ⅱ，503、边沿，6、螺纹孔Ⅱ，7、安装框架Ⅰ，8、安装座，9、预紧螺栓，10、安装框架Ⅱ，11、角码，12、物体。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1所示，一种模块化机器人手指，包括手指1、手指驱动座4和手指安装座5，手指1通过手指安装接口2与手指驱动座4进行连接，手指1用于抓持物体；手指驱动座4安装于手指安装座5上，手指驱动座4与手指安装座5可实现相对转动；手指安装座5上开设有螺纹孔Ⅱ6，用于将模块化机器人手指进行安装。
在一个实施例中，手指驱动座4开设有螺纹孔Ⅰ3，其中，手指驱动座4的顶面和侧面均开设有螺纹孔，例如，在本实施例中，手指驱动座4的顶面开设有4个呈矩形排列的螺纹孔，前后两侧面也均开设有2个螺纹孔，使得手指的安装形式更加丰富，例如在本实施例中，安装时只用到模块化手指驱动座4顶面的4个螺纹孔，并且每个手指安装接口2上面焊接有2根手指2形成手指组，手指组通过螺钉安装于手指驱动座4的顶面，每个手指驱动座4顶面安装2组手指组，此外，为了便于抓取物体12，本实施例的手指1设计为锐角三角形且有若干个横撑，根据实际抓取物体12的需要，手指1可采用刚性材料、柔性材料或者刚柔耦合材料制成，当然，手指1可以根据抓持物体的不同，设计成不同的结构，进行安装即可。
在一个实施例中，手指安装座5内设置有微型伺服电机，手指驱动座4和手指安装座5通过微型伺服电机的转轴进行连接，为了实现手指驱动座4与手指安装座5的相对转动，具体地，手指驱动座4下部为凹槽Ⅰ401，且凹槽Ⅰ401两侧的手指驱动座4底部为半圆弧部402，手指安装座5上部为安装于凹槽Ⅰ401内的转动部501，手指安装座5的两侧也开设有用于容纳手指驱动座4凹槽Ⅰ401两侧的半圆弧部402的凹槽Ⅱ502，为了方便转动，凹槽Ⅱ502两侧的边沿503为斜坡状。
在一个实施例中，为了满足多样化的安装需求，手指安装座5的底面、前后左右侧面均开设有螺纹孔Ⅱ6，其中底面、前后侧面均开设有4个螺纹孔，左右侧面均开设有2个螺纹孔。
实施例2
如图1和2所示，本发明的另一方面，还提供一种模块化机器人抓手，具体以二指抓手为例进行说明，本实施例的模块化机器人抓手包括模块化机器人手指(模块化机器人手指的结构已在实施例1中详述，在本实施例中不再赘述)和安装框架Ⅰ7；安装框架Ⅰ7上分别通过安装座8可拆卸安装有两个模块化机器人手指，其中安装框架Ⅰ7采用铝型材框架。
在一个实施例中，安装座8包括安装Ⅰ部和安装Ⅱ部，安装座8的安装Ⅰ部通过预紧螺栓9安装于安装框架Ⅰ7上，手指安装座5通过其底部的4个螺纹孔使用螺钉安装于安装Ⅱ部上，其中，模块化机器人手指相对于安装框架Ⅰ7的安装位置可通过预紧螺栓9、手指安装座5进行调节，实现手指开合行程的调节，同时，通过安装框架Ⅰ7长度参数的调节可进一步调节抓手抓持行程，从而达到进一步提高机器人抓手通用性的目的。此外，可以根据具体需求，安装Ⅱ部与安装框架Ⅰ7可以垂直设置或者与安装框架Ⅰ7之间有一定的夹角，例如，在本实施例中，安装Ⅱ部与水平面的夹角为20°左右，则两个手指安装座5之间形成约140°的夹角，更有利于抓持球形的物体12。
实施例3
如图1至3所示，本发明的另一方面，还提供一种模块化机器人抓手，具体以四指抓手为例进行说明。本实施例的模块化机器人抓手包括如前述的模块化机器人手指(模块化机器人手指的结构已在实施例1中详述，在本实施例中不再赘述)、安装框架Ⅰ7和安装框架Ⅱ10，其中，安装框架Ⅰ7上通过安装座8可拆卸安装有两组模块化机器人手指形成二指抓手，两组二指抓手可拆卸安装于安装框架Ⅱ10上形成四指抓手；此外，安装框架Ⅰ7和安装框架Ⅱ10均采用铝型材框架。
在一个实施例中，安装座8包括安装Ⅰ部和安装Ⅱ部，安装座8的安装Ⅰ部通过预紧螺栓9安装于安装框架Ⅰ7上，手指安装座5通过其底部的4个螺纹孔使用螺钉安装于安装Ⅱ部上，其中，模块化机器人手指相对于安装框架Ⅰ7的安装位置可通过预紧螺栓9、手指安装座5进行调节，实现手指开合行程的调节，同时，通过安装框架Ⅰ7长度参数的调节可进一步调节抓手抓持行程，从而达到进一步提高机器人抓手通用性的目的。此外，可以根据具体需求，安装Ⅱ部与安装框架Ⅰ7可以垂直设置或者与安装框架Ⅰ7之间有一定的夹角，例如，在本实施例中，安装Ⅱ部与水平面的夹角为20°左右，则两个手指安装座5之间形成约140°的夹角，更有利于抓持球形的物体12。
在一个实施例中，二指抓手其上的安装框架Ⅰ7通过角码11、螺钉与安装框架Ⅱ10进行安装，具体地，进行安装时，安装框架Ⅰ7放置于安装框架Ⅱ10下方并且二者垂直，安装框架Ⅱ10的两侧均放置有角码11，角码11上通过2个螺钉分别与安装框架Ⅰ7和安装框架Ⅱ10进行连接；此外，通过安装框架Ⅰ7和安装框架Ⅱ10的长度可实现四指抓手有效行程的调节，实现抓取对象11的包络抓取。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种模块化机器人手指，其特征在于，包括：
手指（1），所述手指（1）用于抓持物体，所述手指（1）可以根据抓持物体的不同而设计成不同的结构，或者由不同的材料制成；
手指驱动座（4），所述手指（1）通过手指安装接口（2）与手指驱动座（4）进行连接；
手指安装座（5），所述手指驱动座（4）安装于手指安装座（5）上，所述手指驱动座（4）与手指安装座（5）可实现相对转动；所述手指安装座（5）上开设有螺纹孔Ⅱ（6），所述手指驱动座（4）下部为凹槽Ⅰ（401），且所述凹槽Ⅰ（401）两侧的所述手指驱动座（4）底部为半圆弧部（402），所述手指安装座（5）上部为安装于所述凹槽Ⅰ（401）内的转动部（501），所述手指安装座（5）的两侧也开设有用于容纳所述手指驱动座（4）的所述凹槽Ⅰ（401）两侧的半圆弧部（402）的凹槽Ⅱ（502），所述凹槽Ⅱ（502）两侧的边沿（503）为斜坡状；
安装座（8），安装座（8）包括安装Ⅰ部和安装Ⅱ部，安装座（8）的安装Ⅰ部通过预紧螺栓（9）安装于安装框架Ⅰ（7）上，手指安装座（5）通过其底部的4个螺纹孔使用螺钉安装于安装Ⅱ部上，其中，模块化机器人手指相对于安装框架Ⅰ（7）的安装位置可通过预紧螺栓（9）、手指安装座（5）进行调节，实现手指开合行程的调节。
2.根据权利要求1所述的模块化机器人手指，其特征在于：所述手指驱动座（4）开设有螺纹孔Ⅰ（3），所述手指（1）通过手指安装接口（2）与手指驱动座（4）螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的模块化机器人手指，其特征在于：所述手指安装座（5）内设置有微型伺服电机，所述手指驱动座（4）和手指安装座（5）通过微型伺服电机的转轴进行连接。
4.一种模块化机器人抓手，其特征在于，包括：
如权利要求1-3任一项所述的模块化机器人手指；
安装框架Ⅰ（7），所述安装框架Ⅰ（7）上可拆卸安装有至少两组模块化机器人手指形成模块化机器人抓手Ⅰ；
安装框架Ⅱ（10），所述安装框架Ⅱ（10）上安装有至少两组模块化机器人抓手Ⅰ。
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