CN114559457B - 一种仿形机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种仿形机械手，包括臂部和掌部，所述掌部包括：转接板、活动板、链板组件和伺服驱动机构；所述转接板具有伺服转盘，所述活动板用于包覆住被夹物的至少局部，所述转接板和活动板背面均设置有用于吸附住被夹物的第一吸附机构，所述链板组件背面设置有用于吸附住被夹物的第二吸附机构；伺服驱动机构用于驱动所述链板组件翻转并远离被夹物，所述链板组件正面装配有塑形气囊，所述活动板正面设置有用于为所述塑形气囊供气的供气机构；该仿形机械手采用了类似章鱼的夹持方式，可以同时夹住工件的多个面，具有良好的夹持稳定性，同时能够适用于多种工件的夹持。

Description

一种仿形机械手

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种仿形机械手。

背景技术

机械手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。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手的夹持能力是机械手重要的性能，目前采用电磁铁或真空吸盘的机械手往往吸附住物品的单一面，容易受到工件外型的影响，导致适用性不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种仿形机械手，采用了类似章鱼的夹持方式，可以同时夹住工件的多个面，具有良好的夹持稳定性，同时能够适用于多种工件。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种仿形机械手，包括臂部和掌部，所述掌部包括：转接板、活动板、链板组件和伺服驱动机构；

所述转接板具有伺服转盘，所述伺服转盘固定地配置在所述转接板和臂部之间；

所述活动板用于包覆住被夹物的至少局部，所述活动板与转接板转动连接，所述转接板和活动板背面均设置有用于吸附住被夹物的第一吸附机构；

所述链板组件用于包覆住被夹物的至少局部，所述链板组件背面设置有用于吸附住被夹物的第二吸附机构；

所述伺服驱动机构用于驱动所述链板组件翻转并远离被夹物，所述链板组件配置在所述活动板的正面；

其中，所述链板组件正面装配有塑形气囊，所述塑形气囊两端均与链板组件滑动连接，所述塑形气囊配置为其充气膨胀后致使所述链板组件曲卷，所述活动板正面设置有用于为所述塑形气囊供气的供气机构。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：所述链板组件两端均设置有用于对塑形气囊定位的定位环，所述塑形气囊两端均设置有避免塑形气囊脱落的限位件，通过设置有定位环和限位件，能够有效的提升塑形气囊的稳定性，避免塑形气囊脱落。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：所述限位件上设置有滑动件，所述链板组件上设置有与滑动件相配对的导向槽，所述链板组件和限位件通过所述滑动件和导向槽滑动连接，导向槽和滑动件可以起到良好的导向作用，使得塑形气囊活动更加稳定。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：链板组件末端设置有托底板件，所述托底板件和链板组件之间设置有弹簧合页，所述托底板件和链板组件均与弹簧合页固定连接，所述链板组件和托底板件通过所述弹簧合页保持钝角分布，所述托底板件背面镶嵌有第三吸附机构，由于托底板件和链板组件之间设置有弹簧合页，并且链板组件和托底板件通过弹簧合页保持钝角分布，有利于吸附住工件的底面或斜面，进而能够提升吸附的稳定性，可以根据实际情况而选用第三吸附机构，灵活性好。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：所述托底板件末端设置有第一缓冲橡胶条，所述第一缓冲橡胶条与托底板件固定连接，所述活动板外周设置有第二缓冲橡胶条，所述第二缓冲橡胶条与活动板固定连接，通过设置有第一缓冲橡胶条和第二缓冲橡胶条，可以起到良好的缓冲效果，能够有效的减少活动板和托底板件撞损的几率。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：所述伺服驱动机构包含有连接座和伺服电机，所述连接座与活动板固定连接，所述连接座上设置有转孔，所述链板组件上设置有与转孔相配对的转轴，所述连接座和链板组件通过转孔和转轴转动连接，所述伺服电机的输出端与转轴固定连接，伺服驱动机构结构简单，可控性高。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：所述转接板上设置有电动导轨，所述电动导轨一端与转接板固定连接，所述活动板正面设置有定位座，所述电动导轨的滑块上固定地设置有拉绳，所述拉绳末端与定位座固定连接，所述连接座和活动板均与定位座固定连接，可以通过驱动电动导轨控制活动板的张开角度，灵活性好，能够根据被夹物而形状而调节活动板的角度，进而有利于夹住多种形状的物体。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：所述塑形气囊上设置有第一电动放气阀，所述第一电动放气阀位于所述塑形气囊末端，且所述第一电动放气阀与限位件之一固定连接，所述第一电动放气阀和与其固定的所述限位件的端面相垂直，所述第一电动放气阀被配置为放气时为所述链板组件提供动力，在使用链板组件时，可以通过放气进而使得链板组件变回自由状态，进而可以靠近物体的表面，同时在变回自由状态时链板组件不仅受到重力的作用，同时还受到喷射气流的作用，使得链板组件可以更快的变更为自由状态。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：所述塑形气囊上设置有第二电动放气阀，所述第二电动放气阀呈倾斜设置，所述链板组件曲卷时，所述第二电动放气阀被配置为面向所述链板组件或所述塑形气囊，并且所述第二电动放气阀与第一电动放气阀形成钝角分布，所述第二电动放气阀放气时为所述链板组件提供动力，通过设置有第二电动放气阀为变更状态提供动力，能够提升变更的速度。

本公开的至少一实施例提供的仿形机械手中：还包括控制装置，所述伺服转盘、第一吸附机构、第二吸附机构、第三吸附机构、伺服驱动机构、供气机构和电动导轨均与控制装置电性连接。

本发明的有益效果为：通过设置有活动板和链板组件模仿章鱼的夹持方式，在使用时能够夹住工件的多个表面，进而有效的提升夹持的稳定性，不易受到工件的形状影响夹持性能。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种仿形机械手的结构示意图。

图2为本发明一种仿形机械手的转接板和活动板的连接示意图。

图3为本发明一种仿形机械手的活动板和链板组件的连接示意图。

图4为本发明一种仿形机械手的链板组件曲卷后的结构示意图。

图5为本发明一种仿形机械手的滑动件和导向槽的连接示意图。

图中：

10、转接板；11、伺服转盘；12、第一吸附机构；13、电动导轨；14、拉绳；

20、活动板；21、定位座；

30、链板组件；31、第二吸附机构；32、塑形气囊；33、定位环；34、限位件；35、滑动件；36、导向槽；37、托底板件；39、第二缓冲橡胶条；

40、伺服驱动机构；41、连接座；42、伺服电机；

50、供气机构；

60、第一电动放气阀；

70、第二电动放气阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、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，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。

另外，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，安装、连接和相连等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

如图1-5所示，一种仿形机械手，包括臂部（未图示）、掌部和控制装置（未图示），掌部包括：转接板10、活动板20、链板组件30和伺服驱动机构40；转接板10具有伺服转盘11，伺服转盘11固定地配置在转接板10和臂部之间；活动板20用于包覆住被夹物的局部，活动板20与转接板10转动连接，转接板10和活动板20背面均设置有用于吸附住被夹物的第一吸附机构12；链板组件30用于包覆住被夹物的局部，链板组件30背面设置有用于吸附住被夹物的第二吸附机构31；伺服驱动机构40用于驱动链板组件30翻转并远离被夹物，链板组件30配置在活动板20的正面；其中，链板组件30正面装配有塑形气囊32，塑形气囊32配置为其充气膨胀后致使链板组件30曲卷，活动板20正面设置有用于为塑形气囊32供气的供气机构50。通过设置有活动板20和链板组件30模仿章鱼的夹持方式，在使用时能够夹住工件的多个表面，进而有效的提升夹持的稳定性，不易受到工件的形状影响夹持性能。

在本实施例中，链板组件30两端均设置有用于对塑形气囊32定位的定位环33，塑形气囊32两端均设置有避免塑形气囊32脱落的限位件34，通过设置有定位环33和限位件34，限位件34不能穿过定位环33，能够有效的提升塑形气囊32的稳定性，避免塑形气囊32脱落。

在本实施例中，限位件34上设置有滑动件35，链板组件30上设置有与滑动件35相配对的导向槽36，链板组件30和限位件34通过滑动件35和导向槽36滑动连接，导向槽36和滑动件35可以起到良好的导向作用，使得塑形气囊32活动更加稳定。

在本实施例中，链板组件30末端设置有托底板件37，托底板件37和链板组件之间设置有弹簧合页（未图示），托底板件37和链板组件30均与弹簧合页固定连接，链板组件30和托底板件37通过弹簧合页保持钝角分布，托底板件背面镶嵌有第三吸附机构（未图示），由于托底板件37和链板组件之间设置有弹簧合页，并且链板组件30和托底板件37通过弹簧合页保持钝角分布，有利于吸附住工件的底面或倾斜的面，进而能够提升吸附的稳定性，可以根据实际情况而选用第三吸附机构，灵活性好。

在本实施例中，托底板件37末端设置有第一缓冲橡胶条，第一缓冲橡胶条与托底板件37固定连接，活动板20外周设置有第二缓冲橡胶条39，第二缓冲橡胶条39与活动板20固定连接，通过设置有第一缓冲橡胶条和第二缓冲橡胶条39，可以起到良好的缓冲效果，能够有效的减少活动板20和托底板件37撞损的几率。

在本实施例中，伺服驱动机构40包含有连接座41和伺服电机42，连接座41与活动板20固定连接，连接座41上设置有转孔（未图示），链板组件30上设置有与转孔相配对的转轴（未图示），连接座41和链板组件30通过转孔和转轴转动连接，伺服电机42的输出端与转轴固定连接，伺服驱动机构40结构简单，可控性高。

在本实施例中，转接板10上设置有电动导轨13，电动导轨13一端与转接板10固定连接，活动板20正面设置有定位座21，电动导轨13的滑块上固定地设置有拉绳14，拉绳14末端与定位座21固定连接，连接座41和活动板20均与定位座21固定连接，可以通过驱动电动导轨13控制活动板20的张开角度，灵活性好，能够根据被夹物而形状而调节活动板20的角度，进而有利于夹住多种形状的物体。

在本实施例中，塑形气囊32上设置有第一电动放气阀60，第一电动放气阀60位于塑形气囊32末端，且第一电动放气阀60与限位件34之一固定连接，第一电动放气阀60和与其固定的限位件34的端面相垂直，第一电动放气阀60被配置为放气时为链板组件30提供动力，在使用链板组件30时，可以通过放气进而使得链板组件30变回自由状态，进而可以靠近物体的表面，同时在变回自由状态时链板组件30不仅受到重力的作用，同时还受到喷射气流的作用，使得链板组件30可以更快的变更为自由状态。

在本实施例中，塑形气囊32上设置有第二电动放气阀70，第二电动放气阀70呈倾斜设置，链板组件30曲卷时，第二电动放气阀70被配置为面向链板组件30，并且第二电动放气阀70与第一电动放气阀60形成钝角分布，第二电动放气阀70放气时为链板组件30提供动力，通过设置有第二电动放气阀70为变更状态提供动力，能够提升变更的速度。

在本实施例中，伺服转盘11、第一吸附机构12、第二吸附机构31、第三吸附机构、伺服驱动机构40、第一电动放气阀60、第二电动放气阀70、供气机构50和电动导轨13均与控制装置电性连接。

在一些实施例中，活动板20和链板组件30均设置有四个，活动板和转接板10通过销轴和销孔结构转动连接。

在一些实施例中，链板组件30包含有多个碳纤维板和销轴，同样地碳纤维板上设置有与金属销轴相配对的销孔，多个碳纤维板通过金属销轴和销孔连接。

在一些实施例中，供气机构50为气泵，塑形气囊上设置有气管，塑形气囊与气泵的排气嘴通过气管连接。

以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。另外，如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括结合冠词“该”引用的一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集”旨在包括一个或多个项目，例如相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意图一项的情况下，使用短语“仅一项”或类似语言。另外，如本文所用，术语“具有”及其变体等旨在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非另有明确说明。另外，如在本文所用，术语“或”在被串联使用时意图是包括性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明，例如，如果与“或者”或“仅其中之一”结合使用。

Claims (8)

1.一种仿形机械手，包括臂部和掌部，其特征在于，所述掌部包括：

转接板，具有伺服转盘，所述伺服转盘固定地配置在所述转接板和臂部之间；

活动板，用于包覆住被夹物的至少局部，所述活动板与转接板转动连接，所述转接板和活动板背面均设置有用于吸附住被夹物的第一吸附机构；

链板组件，用于包覆住被夹物的至少局部，所述链板组件背面设置有用于吸附住被夹物的第二吸附机构；

伺服驱动机构，用于驱动所述链板组件翻转并远离被夹物，所述链板组件配置在所述活动板的正面；以及

供气机构；

其中，所述链板组件正面装配有塑形气囊，所述塑形气囊两端均与链板组件滑动连接，所述塑形气囊配置为其充气膨胀后致使所述链板组件曲卷，所述供气机构用于为所述塑形气囊供气；

所述链板组件两端均设置有用于对塑形气囊定位的定位环，所述塑形气囊两端均设置有避免塑形气囊脱落的限位件；

所述限位件上设置有滑动件，所述链板组件上设置有与滑动件相配对的导向槽，所述链板组件和限位件通过所述滑动件和导向槽滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种仿形机械手，其特征在于：所述链板组件末端设置有托底板件，所述托底板件和链板组件之间设置有弹簧合页，所述托底板件和链板组件均与弹簧合页固定连接，所述链板组件和托底板件通过弹簧合页保持钝角分布，所述托底板件背面镶嵌有第三吸附机构。

3.根据权利要求2所述的一种仿形机械手，其特征在于：所述托底板件末端设置有第一缓冲橡胶条，所述第一缓冲橡胶条与托底板件固定连接，所述活动板外周设置有第二缓冲橡胶条，所述第二缓冲橡胶条与活动板固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种仿形机械手，其特征在于：所述伺服驱动机构包含有连接座和伺服电机，所述连接座与活动板固定连接，所述连接座上设置有转孔，所述链板组件上设置有与转孔相配对的转轴，所述连接座和链板组件通过转孔和转轴转动连接，所述伺服电机的输出端与转轴固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种仿形机械手，其特征在于：所述转接板上设置有电动导轨，所述电动导轨一端与转接板固定连接，所述活动板正面设置有定位座，所述电动导轨的滑块上固定地设置有拉绳，所述拉绳末端与定位座固定连接，所述连接座和活动板均与定位座固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种仿形机械手，其特征在于：所述塑形气囊上设置有第一电动放气阀，所述第一电动放气阀位于所述塑形气囊末端，且所述第一电动放气阀与限位件之一固定连接，所述第一电动放气阀和与其固定的限位件的端面相垂直，所述第一电动放气阀被配置为放气时为所述链板组件提供动力。

7.根据权利要求6所述的一种仿形机械手，其特征在于：所述塑形气囊上设置有第二电动放气阀，所述第二电动放气阀呈倾斜设置，所述链板组件曲卷时，所述第二电动放气阀被配置为面向所述链板组件或所述塑形气囊，并且所述第二电动放气阀与第一电动放气阀形成钝角分布，所述第二电动放气阀放气时为所述链板组件提供动力。

8.根据权利要求7所述的一种仿形机械手，其特征在于：还包括控制装置，所述伺服转盘、第一吸附机构、第二吸附机构、第三吸附机构、伺服驱动机构、供气机构、第一电动放气阀、第二电动放气阀和电动导轨均与控制装置电性连接。

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