CN113650039A - 一种多目标复合柔性机械手爪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多目标复合柔性机械手爪，包括固定架，固定架内部设有活动架，活动架四周对称连接有连杆，连杆的另一端连接有第二连杆，第二连杆的上部与固定架连接，第二连杆的内侧连接有多组链条组，链条组相对设置，每组链条组包括多根链条，其中，链条组所在平面与第二连杆的纵向横截面垂直，所述链条与第二连杆之间分别通过链条弹簧连接。本发明通过采用多关节链条和弹簧实现了不规则零件的柔性夹持，可以更好地适应零件外形轮廓的变化，并且通过防滑橡胶更好地贴合零件表面，由此可以更好地控制夹持的力度、保证夹持的可靠性、防止对不规则零件表面的损伤；通过浮动指尖与直角连杆的浮动连接结构，可以更好地贴合规则柱状零件的外形轮廓。

Description

一种多目标复合柔性机械手爪

技术领域

本发明涉及一种机械手爪，尤其涉及一种多目标复合柔性机械手爪。

背景技术

随着自动化技术的发展，机械手成为自动化领域不可或缺的环节。机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，以其定位准确性和良好的环境适应能力，在自动化行业得到广泛的应用。但是目前大部分机械手存在动作单一的问题，基本都是两个关节或者三个关节，不能适应所夹取物体的形状变化，零件与手爪结合部位贴合情况差，导致出现夹不住物体或者夹坏物体的情况。此外在夹取时机器运转不能很好使用相应的力度，需要不停的调节夹具的程序，适用性差，更改程序过于麻烦，大大降低了工作效率。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种多目标复合柔性机械手爪，从而更好的适应物体形状轮廓的变化，缓解夹取物体时不可控的力度。

技术方案：本发明包括固定架，所述固定架内部设有活动架，活动架四周对称连接有连杆，所述连杆的另一端连接有第二连杆，所述第二连杆的上部与固定架连接，第二连杆的内侧连接有多组链条组，所述的链条组相对设置，每组链条组包括多根链条，其中，链条组所在平面与第二连杆的纵向横截面垂直，所述的链条与第二连杆之间分别通过链条弹簧连接。

所述的第二连杆采用直角连杆，其短边与连杆连接，所述直角连杆的末端连接有浮动指尖，在一定程度上适应不规则零件的形状，达到固定不规则零件的目的。

所述的浮动指尖采用多段圆弧结构，且圆弧面指向机械手夹取的内侧，所述的圆弧面设有若干沟槽，可以尽可能增大不同直径零件与浮动指尖的接触面积，保证零件夹持的可靠性，防止零件向外打滑滑出夹持范。

所述直角连杆长端的上部与直角拐点之间采用圆弧形设计，在夹取瓶子之类的圆柱形或者类似圆柱体的比较大的物体时可以将物体固定在这一范围内防止其滑落。

所述直角连杆的直角拐点处与固定架连接。

所述的链条设有多个关节，可以很好的适应物体的形状。

所述链条的侧面加装有防滑橡胶，可在更细致的情况下适应物体的形状，分散压强，同时也可以在一定程度上防止物体向两侧滑动，造成工件夹取不牢固。

所述的活动架底部通过托盘收缩套筒与托盘连接，所述的托盘收缩套筒外圈套有弹簧，弹簧可以给托盘一个力，在顶住零件时可以多点贴合零件保证夹持的可靠性，防止零件出现不可控的打滑现象。

所述的活动架顶部设有凸起，所述的凸起与气缸活塞杆连接，气缸双向供气过程中可以控制活动架上下运动。

所述的固定架顶部设有凸起，所述的凸起与气缸外筒连接，用于固定气缸。

有益效果：

(1)本发明通过采用多关节链条和弹簧实现了不规则零件的柔性夹持，可以更好地适应零件外形轮廓的变化，并且通过防滑橡胶更好地贴合零件表面，由此可以更好地控制夹持的力度、保证夹持的可靠性、防止对不规则零件表面的损伤；

(2)通过浮动指尖与直角连杆的浮动连接结构，可以更好地贴合规则柱状零件的外形轮廓，同时浮动指尖的多半径弧面结构能够适应圆柱零件直径的表面变化，通过这两个关键结构保证浮动指尖与零件有足够大的接触面积，保证夹持过程的可靠性；

(3)整体结构简单，所采用材料也较为常见，所以造价成本相对较低，适用范围较广，比如在果园摘取相对较高的水果时，可以将直角连杆的长端换成刀头摘下水果并且链条也可以很好适应水果形状，避免损坏水果。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的侧视图；

图4是本发明的结构示意图；

图5是本发明的固定架结构示意图；

图6是本发明的活动架结构示意图；

图7是本发明的浮动指尖结构示意图；

图8是本发明的链条节点示意图；

图9本发明的链条弹簧结构示意图；

图10是本发明的托盘收缩套筒结构示意图；

图11是本发明的连杆结构示意图；

图12是本发明的直角连杆结构示意图。

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至图4所示，本发明包括固定架3，固定架3内设有活动架1，固定架3是机械手的安装支架，如图5所示，固定架3顶部突出的圆柱部分有一个螺纹孔，可与气缸外筒连接用于固定气缸，活动架1顶部的圆柱型凸起也有一个螺纹孔，用于和气缸活塞杆连接，气缸双向供气过程中可以控制活动架1上下运动。活动架1靠近拐角的位置均设有凹槽，如图6所示，四个凹槽内均连接有连杆2，如图11所示，连杆2通过销与活动架1连接，连杆2的另一端连接有直角连杆7，共四根直角连杆7。

如图12所示，直角连杆7为一个“7”字形直角连杆，其短边与连杆2连接，直角连杆7的直角拐点处通过销轴与固定架3连接。固定架3必须保持不动，才可以将控制活动架1上下运动的力转换为左右旋转的力。当活动架1上下运动时，通过连杆2带动直角连杆7，进而使得直角连杆7可绕其直角位置的销轴转动，进而使得各直角连杆7相对张开或并拢。直角连杆7长端的上部与直角拐点的一段距离内采用圆弧形设计，在夹取瓶子之类的圆柱形或者类似圆柱体的比较大的物体时可以将物体固定在这一范围内防止其滑落。

直角连杆7的末端均连接有一个可以上下旋转活动的浮动指尖8，浮动指尖8两两相对对称设置，如图7所示，浮动指尖8采用多段圆弧结构，且圆弧面指向夹具手夹取的内侧，若四个浮动指尖8圆弧闭合，可呈现一个较大的圆，每段圆弧都对应一个不同直径的零件的外形轮廓，并且在圆弧面有若干个细小沟槽，可以尽可能增大不同直径零件与浮动指尖8的接触面积，保证零件夹持的可靠性，防止零件向外打滑滑出夹持范围。浮动指尖8能够随着夹持零件的外形变化调整空间方位，能够更好地贴合零件表面，保证零件夹持的可靠性。浮动指尖8固定在直角连杆7上时也可以做小幅度的上下旋转运动，在一定程度上适应不规则零件的形状，达到固定不规则零件的目的。

直角连杆7的内侧连接有两组链条组，两组链条组相对设置，每组设有两根链条10，链条组所在平面与直角连杆7的“7”字形纵向横截面垂直，链条10与直角连杆7之间分别通过链条弹簧9连接，如图9所示。四个直角连杆7长端上都设有两处通孔，通孔用于连接链条弹簧9，但不可妨碍弹簧做伸长或者收缩运动。链条10设有多个关节，可以很好的适应物体的形状，链条10在适应物体形状时两端会收缩，如果直接连接直角连杆7就难以达到适应工件外形轮廓大小的变化，所以通过链条弹簧9连接链条10和直角连杆7，链条弹簧9在一端被固定时仍然可以做伸缩运动，保证了链条10的伸缩。链条10的每一个节点侧面都加装了防滑橡胶11，可在更细致的情况下适应物体的形状，分散压强，同时也可以在一定程度上防止物体向两侧滑动，造成工件夹取不牢固。

活动架1底部通过托盘收缩套筒4与可收缩托盘6连接，如图10所示，托盘收缩套筒4外圈套有弹簧5，弹簧5虽然可以收缩但是不够稳定，会向各个方向晃动，托盘收缩套筒4不仅仅用于固定弹簧5和连接托盘6，也能够控制弹簧5只做上下运动。弹簧5可以给托盘6一个力，托盘6底部采用弧形凹坑，在顶住零件时可以多点贴合零件保证夹持的可靠性，防止零件出现不可控的打滑现象。

在夹取工件时活动架1会带动托盘6向上运动，因此，托盘6多用于比较大的不规则工件，而比较小的零件则可以利用浮动指尖8。对于不规则工件有着多点接触，夹取零件比较大时托盘6可以向上收缩，并且弹簧5可以反馈一个平衡力，从而固定零件，同时，弹簧5的柔性也可以防止工件被夹坏，从而达到固定工件的作用。

针对于不规则的块状零件，当控制端采用气缸控制活动架1向上运动时，机械手开始收缩并夹取物体，直角连杆7旋转并与另一端的两个直角连杆7并拢可以在一定程度上防止物体掉落，当物体较大时链条弹簧9伸长，链条10多个关节相对运动可以适应目标形状的变化，防滑橡胶11柔软的特性可以在很大程度上保护零件，使机械手对物体的压强分散，防止损坏物体。

针对于规则的柱状零件，在四条直角连杆7末端加装浮动指尖8，浮动指尖8绕其与直角连杆7之间的销轴转动，可以更好地适应较为规则的零件外形轮廓，更好地贴合零件表面，保证夹持过程的可靠性。

Claims (10)

1.一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，包括固定架(3)，所述固定架(3)内部设有活动架(1)，活动架(1)四周对称连接有连杆(2)，所述连杆(2)的另一端连接有第二连杆，所述第二连杆的上部与固定架(3)连接，第二连杆的内侧连接有多组链条组，所述的链条组相对设置，每组链条组包括多根链条(10)，其中，链条组所在平面与第二连杆的纵向横截面垂直，所述的链条(10)与第二连杆之间分别通过链条弹簧(9)连接。

2.根据权利要求1所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述的第二连杆采用直角连杆(7)，其短边与连杆(2)连接，所述直角连杆(7)的末端连接有浮动指尖(8)。

3.根据权利要求2所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述的浮动指尖(8)采用多段圆弧结构，且圆弧面指向机械手夹取的内侧，所述的圆弧面设有若干沟槽。

4.根据权利要求2所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述直角连杆(7)长端的上部与直角拐点之间采用圆弧形设计。

5.根据权利要求2所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述直角连杆(7)的直角拐点处与固定架(3)连接。

6.根据权利要求1所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述的链条(10)设有多个关节。

7.根据权利要求1或6所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述链条(10)的侧面加装有防滑橡胶(11)。

8.根据权利要求1所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述的活动架(1)底部通过托盘收缩套筒(4)与托盘(6)连接，所述的托盘收缩套筒(4)外圈套有弹簧(5)。

9.根据权利要求1或8所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述的活动架(1)顶部设有凸起，所述的凸起与气缸活塞杆连接。

10.根据权利要求1所述的一种多目标复合柔性机械手爪，其特征在于，所述的固定架(3)顶部设有凸起，所述的凸起与气缸外筒连接。

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