CN111015646A - 绳驱式欠驱动自适应软体机械手 - Google Patents

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刘玉旺
晁俊杰
刘金国
王鹏
张强
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons

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Abstract

本发明涉及一种机械手，具体地说是一种绳驱式欠驱动自适应软体机械手，包括驱动杆、固定座、柔性机械手和钢丝绳，其中驱动杆插入固定座中，且驱动杆末端穿过固定座底面，柔性机械手沿圆周方向均布于固定座外表面上，所述固定座底面设有第一绳通孔，所述固定座下部侧面设有第二绳通孔，钢丝绳一端固定于驱动杆末端，另一端依次穿过对应的第一绳通孔和第二绳通孔后与对应柔性机械手的末端连接。本发明通过驱动杆移动控制柔性机械手变形程度和抱持力大小，可抓取复杂形状的物体并且不会对物体造成损坏，具有很高的自适应性且结构简单。

Description

绳驱式欠驱动自适应软体机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，具体地说是一种绳驱式欠驱动自适应软体机械手。
背景技术
机械手作为机器人与目标实物相互作用的执行部件，对于机器人智能化水平和作业水平的提高具有重要的意义。传统的机械手结构复杂，运动形式单一，自适应性差，因此很大程度上制约了机器人技术的进一步发展。现有的机械手大多由金属材料制作而成，通常采用电机或液压驱动，具有输出载荷大的优点，但同时存在刚性大、自重大的缺点，因而机械手工作时容易损害易破碎的物体(如鸡蛋)。此外，具有软体结构的大柔性灵巧手往往具有柔性大而刚性不足的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绳驱式欠驱动自适应软体机械手，其通过驱动杆移动控制柔性机械手变形程度和抱持力大小，可抓取复杂形状的物体并且不会对物体造成损坏，具有很高的自适应性且结构简单。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种绳驱式欠驱动自适应软体机械手，包括驱动杆、固定座、柔性机械手和钢丝绳，其中驱动杆插入固定座中，且驱动杆末端穿过固定座底面，柔性机械手沿圆周方向均布于固定座外表面上，所述固定座底面设有第一绳通孔，所述固定座下部侧面设有第二绳通孔，钢丝绳一端固定于驱动杆末端，另一端依次穿过对应的第一绳通孔和第二绳通孔后与对应柔性机械手的末端连接。
所述驱动杆下部设有多个支杆，且每个支杆末端均设有固定槽，所述钢丝绳一端固定在对应支杆末端的固定槽上。
所述固定座底面设有供支杆穿过的支杆通孔。
所述固定座上部外侧沿着圆周方向均布设有多个固定面，所述柔性机械手上端设有限位块，且所述柔性机械手上端的限位块通过一个固定端盖固定于固定座上对应的固定面中。
所述柔性机械手内侧设有多个凸起部，且各个凸起部均设有供钢丝绳穿过的通孔，钢丝绳末端固定于柔性机械手最末端的凸起部中。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明采用柔性机械手，比起常见的用金属材料制成的刚性机械手，本发明可抓取复杂形状的物体并且不会对物体造成损坏，具有很高的自适应性。
2、本发明通过驱动杆移动控制柔性机械手变形程度和抱持力大小，操作方便且结构简单紧凑，抓取灵活。
3、本发明打破传统刚性机械手的局限性，使用新型的软体硅胶材料制成柔性机械手，使其应用范围更加宽广，顺应柔性抓取人机交互的发展趋势要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为本发明的另一角度结构示意图，
图3为图1中驱动杆的结构示意图，
图4为图1中固定座的结构示意图，
图5为图4中固定座的俯视图，
图6为图1中柔性机械手的结构示意图。
其中，1为驱动杆，101为支杆，102为固定槽，2为固定座，201为固定面，202为支杆通孔，203为第一绳通孔，204为第二绳通孔，205为中空腔，3为固定端盖，4为柔性机械手，401为限位块，402为凸起部，5为钢丝绳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～6所示，本发明包括驱动杆1、固定座2、柔性机械手4和钢丝绳5，其中驱动杆1插入固定座2中，且驱动杆1末端穿过固定座2底面，柔性机械手4沿圆周方向均布安装于固定座2外表面上，如图2所示，所述固定座2底面设有第一绳通孔203，所述固定座2下部侧面设有第二绳通孔204，钢丝绳5一端固定于驱动杆1末端，另一端依次穿过对应的第一绳通孔203和第二绳通孔204后与对应柔性机械手4的末端连接。本发明工作时，驱动杆1带动钢丝绳5移动，进而通过钢丝绳5驱动各个柔性机械手4弯曲抓取物体，本实施例中，所述柔性机械手4的材质为硅胶。
如图2～3所示，所述驱动杆1下部设有多个支杆101穿过固定座2底面，且每个支杆101末端均设有固定槽102，每根钢丝绳5一端分别固定在对应支杆101末端的固定槽102上，如图4所示，所述固定座2底面设有供支杆101穿过的支杆通孔202。本实施例中，所述驱动杆1与一个制动器固定连接，所述驱动杆1通过所述制动器驱动移动。
如图4～5所示，所述固定座2内部设有中空腔205，所述驱动杆1插入所述中空腔205中，所述固定座2上部外侧沿着圆周方向均布设有多个固定面201，如图6所示，所述柔性机械手4上端设有限位块401，并且所述柔性机械手4上端的限位块401通过一个固定端盖3固定于固定座2上对应的固定面201中。所述固定座2下部成圆柱状，且钢丝绳5先穿过第一绳通孔203进入到固定座2内，再穿过第二绳通孔204延伸至固定座2外。
本实施例中共设有三个柔性机械手4以及三根钢丝绳5，所述驱动杆1下部对应设有三个支杆101，所述固定座2下部对应分别设有三个支杆通孔202、三个第一绳通孔203和三个第二绳通孔204。
如图6所示，所述柔性机械手4内侧设有多个凸起部402，且各个凸起部402均设有供钢丝绳5穿过的通孔，钢丝绳5末端固定于柔性机械手4最末端的凸起部402上。
本发明的工作原理为：
本发明设有柔性机械手4，并且本发明通过驱动杆1移动控制柔性机械手4变形程度和抱持力大小，驱动杆1后移带动钢丝绳5后移，进而通过钢丝绳5驱动各个柔性机械手4弯曲抱持物体，当驱动杆1前移时柔性机械手4由于不受拉力作用自动张开，比起常见的用金属材料制成的刚性机械手，本发明采用柔性机械手4可抓取复杂形状的物体并且不会对物体造成损坏，具有很高的自适应性且结构简单。

Claims (5)

1.一种绳驱式欠驱动自适应软体机械手，其特征在于：包括驱动杆(1)、固定座(2)、柔性机械手(4)和钢丝绳(5)，其中驱动杆(1)插入固定座(2)中，且驱动杆(1)末端穿过固定座(2)底面，柔性机械手(4)沿圆周方向均布于固定座(2)外表面上，所述固定座(2)底面设有第一绳通孔(203)，所述固定座(2)下部侧面设有第二绳通孔(204)，钢丝绳(5)一端固定于驱动杆(1)末端，另一端依次穿过对应的第一绳通孔(203)和第二绳通孔(204)后与对应柔性机械手(4)的末端连接。
2.根据权利要求1所述的绳驱式欠驱动自适应软体机械手，其特征在于：所述驱动杆(1)下部设有多个支杆(101)，且每个支杆(101)末端均设有固定槽(102)，所述钢丝绳(5)一端固定在对应支杆(101)末端的固定槽(102)上。
3.根据权利要求2所述的绳驱式欠驱动自适应软体机械手，其特征在于：所述固定座(2)底面设有供支杆(101)穿过的支杆通孔(202)。
4.根据权利要求1所述的绳驱式欠驱动自适应软体机械手，其特征在于：所述固定座(2)上部外侧沿着圆周方向均布设有多个固定面(201)，所述柔性机械手(4)上端设有限位块(401)，且所述柔性机械手(4)上端的限位块(401)通过一个固定端盖(3)固定于固定座(2)上对应的固定面(201)中。
5.根据权利要求1所述的绳驱式欠驱动自适应软体机械手，其特征在于：所述柔性机械手(4)内侧设有多个凸起部(402)，且各个凸起部(402)均设有供钢丝绳(5)穿过的通孔，钢丝绳(5)末端固定于柔性机械手(4)最末端的凸起部(402)中。
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