CN110640770A - 多功能机器手 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能机器手，包括基座，活动连接于基座底部的手指，以及设于基座上的用于驱使手指活动的驱动组件，基座上设有用于适配待抓物件的外轮廓且配合手指定位待抓物件的形状自适应组件，形状自适应组件的一端伸入于手指围绕形成的容置区域内。本发明采用了形状自适应组件与手指配合，当抓取物件时，通过形状自适应组件与待抓物件抵压，使得形状自适应组件的底侧外轮廓与待抓物件的顶部外轮廓相适配，进而增大了形状自适应组件与待抓物体表面的接触面积，增加了两者之间的摩擦力，可将待抓物件更好地定位在基座上，从而有效地解决了机器手无法适配异形物件的技术问题，提高了多功能机器手抓取物件的牢固度和可靠性。

Description

多功能机器手

技术领域

本发明属于机器人的技术领域，更具体地说，是涉及一种多功能机器手。

背景技术

机器手是机器人执行抓取类任务时的重要组件。现有的机器手主要通过以下三种方式完成抓取物件任务：一、通过手指之间的开合运动，产生夹持动作，将物件夹住；二、利用吸盘将物件吸住；三、采用手指与吸盘配合，将物件吸住的同时提供一定的夹持力，提高了抓取的牢固度和可靠性。但是，即使是第三种方式，由于物件的形状各异、尺寸大小不同，以及机器手的手指长度有限，有部分异形物件无法实现可靠的抓取，这样机器手的抓取功能就被很大程度地限制了，严重影响了用户的使用体验效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能机器手，以解决现有技术中，机器手无法适配异形物件的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种多功能机器手，包括基座，活动连接于所述基座底部的手指，以及设于所述基座上的用于驱使所述手指活动的驱动组件，所述基座上设有用于适配待抓物件的外轮廓且配合所述手指定位所述待抓物件的形状自适应组件，所述形状自适应组件的一端伸入于所述手指围绕形成的容置区域内。

进一步地，所述多功能机器手包括至少三所述手指，至少三所述手指沿所述基座的底部周向等间隔设置。

进一步地，所述手指包括分别受驱于所述驱动组件的第一指节和第二指节，所述第一指节的一端与所述基座铰接，所述第一指节的另一端与所述第二指节铰接。

进一步地，所述形状自适应组件包括可伸缩穿设于所述基座上的多个顶杆，以及容置于所述基座内且与所述多个顶杆一一对应的多个弹性件，所述顶杆包括伸出于所述基座且伸入于所述容置区域内的伸出端，以及与所述弹性件套接的连接端。

进一步地，所述多功能机器手还包括设于所述基座上的抽真空组件，所述顶杆的内部开设有与所述抽真空组件连通的第一气体通道，所述顶杆的所述伸出端开设有与所述第一气体通道连通的用于吸附所述待抓物件的第一吸气口。

进一步地，所述基座的内部开设有第一容置腔，以及间隔设于所述第一容置腔的底侧且与所述抽真空组件连通的第二容置腔，所述第二容置腔内填充有受压可固结的颗粒群；所述弹性件容置于所述第一容置腔内且与所述第一容置腔的顶壁抵顶，所述顶杆的所述连接端穿过所述第二容置腔后伸入所述第一容置腔内与所述弹性件套接。

可选地，所述形状自适应组件包括凸设于所述基座底侧的软胶块。

进一步地，所述多功能机器手还包括设于所述基座上的抽真空组件，所述软胶块的内部开设有与所述抽真空组件连通的多个第二气体通道，所述软胶块的底面开设有分别与多个所述第二气体通道连通的用于吸附所述待抓物件的多个第二吸气口。

可选地，所述形状自适应组件包括凸设于所述基座底侧的气囊。

可选地，所述第二指节上设有与所述抽真空组件连通的第二吸盘。

本发明提供的多功能机器手的有益效果在于：采用了形状自适应组件与手指配合，当抓取物件时，通过形状自适应组件与待抓物件抵压，使得形状自适应组件的底侧外轮廓与待抓物件的顶部外轮廓相适配，进而增大了形状自适应组件与待抓物体表面的接触面积，增加了两者之间的摩擦力，可将待抓物件更好地定位在基座上，从而有效地解决了机器手无法适配异形物件的技术问题，提高了多功能机器手抓取物件的牢固度和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的多功能机器手的立体示意图；

图2为本发明实施例一提供的多功能机器手的主视示意图；

图3为本发明实施例一提供的多功能机器手的主视剖面示意图；

图4为本发明实施例二提供的多功能机器手的主视剖面示意图；

图5为本发明实施例三提供的多功能机器手的主视剖面示意图。

其中，图中各附图标记：

1—多功能机器手、10—基座、20—手指、30—驱动组件、40—形状自适应组件、50—抽真空组件、60—第二吸盘、11—第一容置腔、12—第二容置腔、21—第一指节、22—第二指节、41—顶杆、42—软胶块、43—气囊、120—颗粒群、411—第一气体通道、412—第一吸气口、421—第二气体通道、422—第二吸气口。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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和简化描述，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本发明提供的多功能机器手进行说明。

实施例一：

请参阅图1至图3，该多功能机器手1包括基座10、手指20以及驱动组件30，其中，手指20活动连接在基座10的底部，驱动组件30设置在基座10上，用于驱使手指20活动。具体地，在基座10上设置有形状自适应组件40，该形状自适应组件40用于适配待抓物件的外轮廓，并且可配合手指20定位待抓物件，形状自适应组件40的一端可伸入手指20围绕形成的容置区域内。可以理解的是：驱动组件30可包括电机、传动齿组、连杆等零部件，也可包括气缸、气管、气阀等零部件，当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施例中，驱动组件30还可包括其它零部件，此处不作唯一限定。

需要抓取物件时，多功能机器手1被移动至待抓物件的顶侧，接着手指20在驱动组件30的驱动下张开，接着多功能机器手1被放下，直至形状自适应组件40的底侧抵压在待抓物件的顶部，并且形状自适应组件40的底面与待抓物件的顶面啮合，接着手指20在驱动组件30的驱动下朝待抓物件靠拢，直至手指20的末端抵顶待抓物件的表面，此时，形状自适应组件40与手指20配合夹住待抓物件，然后多功能机器手1被提起，完成物件抓取。

本发明提供的多功能机器手1，与现有技术相比，有益效果在于：采用了形状自适应组件40与手指20配合，当抓取物件时，通过形状自适应组件40与待抓物件抵压，使得形状自适应组件40的底侧外轮廓与待抓物件的顶部外轮廓相适配，进而增大了形状自适应组件40与待抓物体表面的接触面积，增加了两者之间的摩擦力，可将待抓物件更好地定位在基座10上，从而有效地解决了机器手无法适配异形物件的技术问题，提高了多功能机器手1抓取物件的牢固度和可靠性。

优选地，请参阅图1和图2，在本发明实施例中，上述多功能机器手1包括至少三根手指20，至少三根手指20沿上述基座10的底部周向等间隔设置，即至少三根手指20围绕基座10的中轴线等间隔地分布在基座10的底部，并且各个手指20之间的夹角相等，从而保证了在抓取物件时各个方向的夹紧力相互平衡，提高了多功能机器手1抓取物件的牢固度和可靠性。

进一步地，请参阅图1和图2，在本发明实施例中，手指20包括第一指节21和第二指节22，其中，第一指节21和第二指节22分别受驱于上述驱动组件30，并且第一指节21的一端与基座10铰接，第一指节21的另一端与第二指节22铰接。如此，第一指节21和第二指节22在驱动组件30的驱动下可分别单独绕各自铰接轴摆动，通过第一指节21与第二指节22相互联动，手指20可完成更多的仿人体手指动作，并且有效地增大了手指20的活动角度，提升了多功能机器手1的灵活性。

进一步地，请参阅图1至图3，在本发明实施例中，上述形状自适应组件40包括多个顶杆41以及多个弹性件(未图示)，其中，顶杆41可伸缩地穿设在上述基座10上，顶杆41包括伸出端和连接端，该伸出端伸出基座10并且伸入上述容置区域内，该连接端与弹性件套接，弹性件容置在基座10内并且与顶杆41一一对应。具体地，在基座10的内部开设有容置腔，在基座10的底部开设有多个通孔，该通孔与该容置腔连通，多个弹性件容置在该容置腔内，多个顶杆41的伸出端凸出在基座10外，多个顶杆41的连接端自多个通孔伸入该容置腔内，并且顶杆41的连接端伸入弹性件内与弹性件抵接、卡接或焊接；当顶杆41的伸出端受到待抓物件挤压时，顶杆41的伸出端在弹性件的弹力作用下，始终保持对待抓物件的抵顶，即多个顶杆41的伸出端与待抓物件表面的多个部位抵顶，使得多个顶杆41的伸出端的端面组合形成一个与待抓物件的表面啮合的异形面，从而增加了多功能机器手1与待抓物件的接触面积。

进一步地，请参阅图3，在本发明实施例中，上述多功能机器手1还包括抽真空组件50，该抽真空组件50设置在基座10上，同时，上述顶杆41的内部开设有第一气体通道411，该第一气体通道411与抽真空组件50连通，并且顶杆41的伸出端开设有第一吸气口412，该第一吸气口412与第一气体通道411连通，用于吸附待抓物件。具体地，抽真空组件50包括真空泵和气管，该真空泵通过气管与第一气体通道411连通，当该真空泵运行时，在第一吸气口412的外侧会形成负压，当待抓物件封堵第一吸气口412时，在该负压的作用下待抓物件被牢牢地吸附在顶杆41的伸出端上，从而提高了多功能机器手1抓取物件的牢固度和可靠性。

进一步地，请参阅图3，在本发明实施例中，在上述基座10的内部开设有第一容置腔11和第二容置腔12，其中，第二容置腔12间隔设置在第一容置腔11的底侧，并且第二容置腔12与上述抽真空组件50连通，在第二容置腔12内填充有受压可固结的颗粒群120；此处，上述弹性件容置在第一容置腔11内，并且弹性件与第一容置腔11的顶壁抵顶，上述顶杆41的连接端穿过第二容置腔12后伸入第一容置腔11内与弹性件套接。具体地，第一容置腔11和第二容置腔12为两个密封的腔体，即外部的空气无法通过顶杆41与第一容置腔11的腔壁和第二容置腔12的腔壁的接合处进入第一容置腔11和第二容置腔12内，各顶杆41容置在第二容置腔12内的部分之间具有间隙，颗粒群120将该间隙完全填充，颗粒群120是由许多细小的颗粒组成，该颗粒可以是去除尘土后的砂粒。在正常状态下，颗粒群120处于松散状态，顶杆41可在颗粒群120中自由活动，当抽真空组件50对第二容置腔12进行抽真空操作时，颗粒群120在真空吸附力的作用下，紧紧地环抱着顶杆41，此时，顶杆41与颗粒群120之间产生的摩擦力可将顶杆41定位，即限制顶杆41移动以保持其伸出端伸出基座10底面的距离，这样需要抓取物件时，即使手指20不合拢并且处于张开状态下，依靠与抽真空组件50和颗粒群120配合，顶杆41既能保持与待抓物件最大的接触面积，也可将待抓物件吸附在基座10上，如此，即使待抓物件的尺寸超出了手指20所能及的尺寸，多功能机器手1也能完成抓取物件的任务，大大地扩展了多功能机器手1的适用范围。

优选地，在本发明实施例中，上述顶杆41的伸出端设置有第一吸盘(未图示)，该第一吸盘与上述第一吸气口412连通，进而可通过该第一吸盘来增大第一吸气口412外侧的负压区域的形成面积，提升了顶杆41对待抓物件的吸附效能。

进一步地，请参阅图1至图3，在本发明实施例中，上述第二指节22上设置有第二吸盘60，该第二吸盘60与上述抽真空组件50连通，用于吸附待抓物件。具体地，在第二指节22的任一侧壁或末端上设置有多个第二吸盘60，多个第二吸盘60呈等间隔地分布，如此，当需要抓取体积较小的物件时，多功能机器手1不需要手指20与上述形状自适应组件40配合，通过一根或两根手指20即可完成抓取物件的任务，从而扩展了多功能机器手1的适用范围。

实施例二：

请参阅图4，本发明实施例提供的多功能机器手与实施例一的基本一致，不同之处在于：上述形状自适应组件40包括软胶块42，该软胶块42凸设在上述基座10的底侧。具体地，软胶块42具有弹性和可塑变形性，当软胶块42受到待抓物件挤压时，其底部的外轮廓会变形至与待抓物件顶部的外轮廓一致，进而使得软胶块42的底面更好地与待抓物件的顶面相啮合，从而增加了多功能机器手1与待抓物件的接触面积。

进一步地，请参阅图4，在本发明实施例中，上述软胶块42的内部开设有多个第二气体通道421，该第二气体通道421与上述抽真空组件50连通，并且软胶块42的底面开设有多个第二吸气口422，多个第二吸气口422分别与多个第二气体通道421连通，即第二吸气口422与第二气体通道421一一对应。如此，当抽真空组件50运行时，在第二吸气口422的外侧会形成负压，当待抓物件封堵第二吸气口422时，在该负压的作用下待抓物件被牢牢地吸附在软胶块42的底面上，从而提高了多功能机器手1抓取物件的牢固度和可靠性。

优选地，在本发明实施例中，上述多个第二吸气口422呈均匀分布，即多个第二吸气口422均匀分布在上述软胶块42的底面上，使得软胶块42对待抓物件的吸附力更加均衡。

实施例三：

请参阅图5，本发明实施例提供的多功能机器手与实施例一的基本一致，不同之处在于：上述形状自适应组件40包括气囊43，该气囊43凸设在上述基座10的底侧。具体地，气囊43具有弹性和可塑变形性，当气囊43受到待抓物件挤压时，其底部的外轮廓会变形至与待抓物件顶部的外轮廓一致，进而使得气囊43的底面更好地与待抓物件的顶面相啮合，从而增加了多功能机器手1与物件的接触面积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.多功能机器手，包括基座，活动连接于所述基座底部的手指，以及设于所述基座上的用于驱使所述手指活动的驱动组件，其特征在于，所述基座上设有用于适配待抓物件的外轮廓且配合所述手指定位所述待抓物件的形状自适应组件，所述形状自适应组件的一端伸入于所述手指围绕形成的容置区域内。

2.如权利要求1所述的多功能机器手，其特征在于，所述多功能机器手包括至少三所述手指，至少三所述手指沿所述基座的底部周向等间隔设置。

3.如权利要求1或2所述的多功能机器手，其特征在于，所述手指包括分别受驱于所述驱动组件的第一指节和第二指节，所述第一指节的一端与所述基座铰接，所述第一指节的另一端与所述第二指节铰接。

4.如权利要求3所述的多功能机器手，其特征在于，所述形状自适应组件包括可伸缩穿设于所述基座上的多个顶杆，以及容置于所述基座内且与所述多个顶杆一一对应的多个弹性件，所述顶杆包括伸出于所述基座且伸入于所述容置区域内的伸出端，以及与所述弹性件套接的连接端。

5.如权利要求4所述的多功能机器手，其特征在于，所述多功能机器手还包括设于所述基座上的抽真空组件，所述顶杆的内部开设有与所述抽真空组件连通的第一气体通道，所述顶杆的所述伸出端开设有与所述第一气体通道连通的用于吸附所述待抓物件的第一吸气口。

6.如权利要求5所述的多功能机器手，其特征在于，所述基座的内部开设有第一容置腔，以及间隔设于所述第一容置腔的底侧且与所述抽真空组件连通的第二容置腔，所述第二容置腔内填充有受压可固结的颗粒群；所述弹性件容置于所述第一容置腔内且与所述第一容置腔的顶壁抵顶，所述顶杆的所述连接端穿过所述第二容置腔后伸入所述第一容置腔内与所述弹性件套接。

7.如权利要求3所述的多功能机器手，其特征在于，所述形状自适应组件包括凸设于所述基座底侧的软胶块。

8.如权利要求7所述的多功能机器手，其特征在于，所述多功能机器手还包括设于所述基座上的抽真空组件，所述软胶块的内部开设有与所述抽真空组件连通的多个第二气体通道，所述软胶块的底面开设有分别与多个所述第二气体通道连通的用于吸附所述待抓物件的多个第二吸气口。

9.如权利要求3所述的多功能机器手，其特征在于，所述形状自适应组件包括凸设于所述基座底侧的气囊。

10.如权利要求5或8所述的多功能机器手，其特征在于，所述第二指节上设有与所述抽真空组件连通的第二吸盘。

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