CN114714389B - 正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手 - Google Patents

Abstract

一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，包括驱动装置、凸轮机构和平行四边形机构，凸轮机构驱动两个手指的夹持、拉弹簧或凸轮机构使手指松开；平行四边形机构包括U型指尖、板状连杆、偏位杠杆和双铰链座，双铰链座固定设置，双铰链座与U型指尖之间通过平行的板状连杆和偏位杠杆铰接；凸轮机构包括一个或间隔同轴安装的多个凸轮或共轭凸轮，凸轮的转动带动偏位杠杆发生转动，偏位杠杆的转动带动U型指尖的平移与夹持动作。采用电机驱动凸轮机构正反转，从而借助于连杆机构，实现二指平动式抓持物体，结构简单，控制方便。电机配套减速器减速且增大转矩，以较小凸轮尺寸和连杆机构尺寸，获取较大抓取范围，既轻量化又操作敏捷。

Description

正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其是一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手。

背景技术

机械手是装在机器人本体末端的执行器，又称为末端抓持器。目前常用机械手是转动夹钳式机械手，其是通过齿轮转动驱动两个手指转动，指尖在相互靠近时，就会夹持到待抓取物上。此时与待抓取物的接触点仅两处，夹持力也仅作用在该两处接触点上，分布极为不均匀。这种机械手也通常不具备夹持力度反馈能力，或者需要通过安装复杂的传感器才能够获得这种反馈能力。如果待抓取物较重，或夹持力度过大，极容易损坏待抓取物；如果夹持力过小，则无法夹起待抓取物，给使用者带来了不便。

通过气缸或电机驱动，连杆机构传动，使两个夹板平行移动夹持，对于较大的待抓取物，则需要较大的行程，侵占了待抓取物周围的空间，而且机构尺寸和重量也较大。

共轭凸轮由固定在同一轴上的主、回两凸轮组成，它们分别控制从动杆件往返两个行程，以保持凸轮与从动件之间的锁合。共轭凸轮机构中的主、回凸轮是相对而言的，通常把完成主要工艺动作的那个凸轮称为主凸轮，而另一个称为回凸轮。共轭凸轮机构是一种“形封闭”的凸轮机构，不需要复位弹簧来保持从动件与凸轮间的始终接触，从动件双向移动或摆动均为主动驱动且运动精度高，在理论上没有共振，比通常的“力封闭”凸轮机构的运转速度更高。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，从而实现二指平动式夹持物体，精确控制二指初始间距、最终间距、抓取力度，行动敏捷，通用性强。

本发明所采用的技术方案如下：

一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，包括驱动装置、凸轮机构和平行四边形机构，凸轮机构驱动两个手指的夹持，拉弹簧或凸轮机构使手指松开；平行四边形机构包括U型指尖、板状连杆、偏位杠杆和双铰链座，双铰链座固定设置，双铰链座与U型指尖之间通过平行的板状连杆和偏位杠杆铰接，凸轮机构包括一个或间隔同轴安装的多个凸轮，凸轮的转动带动偏位杠杆发生转动，偏位杠杆的转动带动U型指尖的相向平移与夹持动作。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述凸轮机构采用普通凸轮机构或者共轭凸轮机构。

普通凸轮机构中的凸轮采用单升程凸轮或双升程凸轮。

所述单升程凸轮为大转角凸轮，转角大于180度、小于360度。

所述双升程凸轮具有两个升程曲线，双升程凸轮的转角大于90度、小于180度。

共轭凸轮机构中的凸轮采用一个双升程凸轮和两个单升程小转角复位凸轮组成三体共轭凸轮，双升程凸轮和单升程小转角复位凸轮的转角相等。

共轭凸轮机构中的凸轮采用两个单升程凸轮和两个单升程回位凸轮组成两个二体共轭凸轮，单升程凸轮和单升程回位凸轮的转角相等。

还包括手掌部与手指部，所述手掌部主要包括拉弹簧、单升程凸轮、菱形带座轴承、底座、装配盘、安装板、电机减速器一体机、台阶轴一、套筒和联轴器；手指部主要包括U型指尖、板状连杆、偏位杠杆、双铰链座、台阶短销、长销和台阶耐磨套，

其中双铰链座上面设置有圆台，圆台与底座水平板上的孔是间隙配合，靠内六角螺栓和压盖将双铰链座固定在底座上，底座后壁外侧紧固了四根双头螺柱，双头螺柱外侧螺纹端穿过安装板上的孔，并用螺母固定，电机减速器一体机固定在安装板上，装配盘固定在底座前后壁的上面，装配盘与机器人本体连接，电机减速器一体机的输出轴与台阶轴一靠联轴器连接，台阶轴一由两个菱形带座轴承支撑，菱形带座轴承各自装在底座前后壁外侧上，两个菱形带座轴承之间的台阶轴一上，从前到后依次装有套筒、单升程凸轮、圆垫片、单升程凸轮、套筒，套筒接触菱形带座轴承的轴承内圈；两个单升程凸轮分别与两个偏位杠杆接触、并驱动两个偏位杠杆克服拉弹簧拉力而转动夹持，两个偏位杠杆上部各固定拉弹簧一端；

其中U型指尖、板状连杆、偏位杠杆、双铰链座组成平行四边形机构的四个组成零件，与U型指尖抓取接触面垂直的二侧壁上有二组孔，上面一组孔与偏位杠杆下端孔铰链连接，下面一组孔与外侧二块板状连杆下端孔铰链连接，两块板状连杆上端孔与双铰链座下端孔铰链两个台阶短销连接，双铰链座上端孔与台阶耐磨套过盈配合，采用一根长销和两个台阶耐磨套，使偏位杠杆上端孔与双铰链座上端孔铰链连接。

所述偏位杠杆采用正位杠杆。

所述偏位杠杆采用正位开叉杠杆或偏位开叉杠杆。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，采用电机驱动凸轮或共轭凸轮驱动正反转，从而借助于连杆机构，实现二指平动式抓持物体，结构简单、可靠，控制方便、使用维护简便。电机配套减速器减速且增大转矩，以较小凸轮尺寸和连杆机构尺寸，获取较大抓取范围，既轻量化又操作敏捷。

本发明包含电机、减速器、凸轮或共轭凸轮机构、杠杆机构、平行四边形机构等机构互相配合工作。本发明有二种凸轮方式：①两个单升程凸轮分别驱动二手指夹持，②或一个双升程凸轮驱动二手指夹持，均靠拉弹簧回位；以及二种共轭凸轮方式：①一个双升程凸轮和两个单升程小转角复位凸轮组成三体共轭凸轮，一个双升程凸轮驱动二手指夹持和两个单升程小转角复位凸轮分别驱动二手指回位，②或两个单升程凸轮和两个单升程回位凸轮组成二体共轭凸轮，二体共轭凸轮共各自驱动一手指夹持与回位。

各种方式中的所有凸轮均装在一根轴上，根据被抓物体形态，确定抓取接触点位置与二平行手指间距，计算得出电机输出角位移，采用角位移反馈与脉宽调制控制的电机输出角位移；以及根据手指可靠抓取所需夹持接触力，计算得出电机输出扭矩，采用扭矩反馈与脉宽调制控制的电机输出扭矩。

本发明可广泛应用于农产品采摘、食品分拣与输送、工业品上下料抓取、商品物流包装等行业。

附图说明

图1为本发明两个单升程凸轮驱动的机械手原理图。

图2为本发明一个双升程凸轮驱动的机械手原理图。

图3为本发明三体共轭凸轮中一个双升程凸轮驱动手指抓取过程原理图。

图4为本发明三体共轭凸轮中两个单升程小转角复位凸轮驱动手指分开过程原理图。

图5为本发明两个二体共轭凸轮中两个单升程凸轮驱动手指抓取过程原理图。

图6为本发明两个二体共轭凸轮中两个单升程回位凸轮驱动手指分开过程原理图。

图7为本发明两个单升程凸轮驱动的机械手结构A-A剖主视图。

图8为本发明两个单升程凸轮驱动的机械手结构B-B剖视图。

图9为本发明两个单升程凸轮驱动的机械手手指结构C-C剖主视图。

图10为本发明两个单升程凸轮驱动的机械手手指结构D-D剖视图。

图11为本发明两个单升程凸轮驱动的机械手手指结构俯视图。

图12为本发明一个双升程凸轮驱动机械手结构E-E剖主视图。

图13为本发明一个双升程凸轮驱动机械手结构F-F剖视图。

图14为本发明三体共轭凸轮驱动机械手结构G-G剖主视图。

图15为本发明三体共轭凸轮驱动机械手结构H-H剖视图。

图16为本发明两个二体共轭凸轮驱动机械手结构J-J剖主视图。

图17为本发明两个二体共轭凸轮驱动机械手结构K-K剖视图。

图18为本发明偏位杠杆3零件主剖视图。

图19为本发明偏位杠杆3零件左视图。

图20为本发明正位杠杆3a零件左视图。

图21为本发明正位开叉杠杆8零件主剖视图。

图22为本发明正位开叉杠杆8零件左视图。

图23为本发明偏位开叉杠杆8a零件左视图。

图24为本发明装配盘16零件主视图。

图25为本发明双铰链座4零件主剖视图。

图26为本发明双铰链座4零件左剖视图。

图27为本发明双铰链座4零件俯视图。

图28为本发明U型指尖1零件主剖视图。

图29为本发明U型指尖1零件俯视图。

图30为本发明底座15零件主剖视图。

图31为本发明底座15零件俯视图。

其中：1、U型指尖；2、板状连杆；3、偏位杠杆；3a、正位杠杆；4、双铰链座；5、拉弹簧；6、单升程凸轮；7、双升程凸轮；8、正位开叉杠杆；8a、偏位开叉杠杆；9、单升程小转角复位凸轮；10、单升程回位凸轮；11、台阶短销；12、长销；13、台阶耐磨套；14、菱形带座轴承；15、底座；16、装配盘；17、安装板；18、电机减速器一体机；19、台阶轴一；19a、台阶轴二；19b、台阶轴三；19c、台阶轴四；20、套筒；21、联轴器。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图31所示，本实施例的正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，包括驱动装置、凸轮机构和平行四边形机构，凸轮机构驱动两个手指的夹持，拉弹簧5或凸轮机构使手指松开；平行四边形机构包括U型指尖1、板状连杆2、偏位杠杆3和双铰链座4，双铰链座4固定设置，双铰链座4与U型指尖1之间通过平行的板状连杆2和偏位杠杆3铰接，凸轮机构包括一个或间隔同轴安装的多个凸轮，凸轮的转动带动偏位杠杆3发生转动，偏位杠杆3的转动带动U型指尖1的相向平移与夹持动作。

凸轮机构采用普通凸轮机构或者共轭凸轮机构。

普通凸轮机构中的凸轮采用单升程凸轮6或双升程凸轮7。

单升程凸轮6为大转角凸轮，转角大于180度、小于360度。

双升程凸轮7具有两个升程曲线，双升程凸轮7的转角大于90度、小于180度。

共轭凸轮机构中的凸轮采用一个双升程凸轮7和两个单升程小转角复位凸轮9组成三体共轭凸轮，双升程凸轮7和单升程小转角复位凸轮9的转角相等。

共轭凸轮机构中的凸轮采用两个单升程凸轮6和两个单升程回位凸轮10组成两个二体共轭凸轮，单升程凸轮6和单升程回位凸轮10的转角相等。

还包括手掌部与手指部，手掌部主要包括拉弹簧5、单升程凸轮6、菱形带座轴承14、底座15、装配盘16、安装板17、电机减速器一体机18、台阶轴一19、套筒20和联轴器21；手指部主要包括U型指尖1、板状连杆2、偏位杠杆3、双铰链座4、台阶短销11、长销12和台阶耐磨套13，

其中双铰链座4上面设置有圆台，圆台与底座15水平板上的孔是间隙配合，靠内六角螺栓和压盖将双铰链座4固定在底座15上，底座15后壁外侧紧固了四根双头螺柱，双头螺柱外侧螺纹端穿过安装板17上的孔，并用螺母固定，电机减速器一体机18固定在安装板17上，装配盘16固定在底座15前后壁的上面，装配盘16与机器人本体连接，电机减速器一体机18的输出轴与台阶轴一19靠联轴器21连接，台阶轴一19由两个菱形带座轴承14支撑，菱形带座轴承14各自装在底座15前后壁外侧上，两个菱形带座轴承14之间的台阶轴一19上，从前到后依次装有套筒20、单升程凸轮6、圆垫片、单升程凸轮6、套筒20，套筒20接触菱形带座轴承14的轴承内圈；两个单升程凸轮6分别与两个偏位杠杆3接触、并驱动两个偏位杠杆3克服拉弹簧5拉力而转动夹持，两个偏位杠杆3上部各固定拉弹簧5一端；

其中U型指尖1、板状连杆2、偏位杠杆3、双铰链座4组成平行四边形机构的四个组成零件，与U型指尖1抓取接触面垂直的二侧壁上有二组孔，上面一组孔与偏位杠杆3下端孔铰链连接，下面一组孔与外侧二块板状连杆2下端孔铰链连接，两块板状连杆2上端孔与双铰链座4下端孔铰链两个台阶短销11连接，双铰链座4上端孔与台阶耐磨套13过盈配合，采用一根长销12和两个台阶耐磨套13，使偏位杠杆3上端孔与双铰链座4上端孔铰链连接。

偏位杠杆3采用正位杠杆3a。

偏位杠杆3采用正位开叉杠杆8或偏位开叉杠杆8a。

本发明的具体结构和功能如下：

本发明公开了一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，包含电机、减速器、凸轮或共轭凸轮机构、杠杆机构、平行四边形机构。

本发明有二种凸轮方式：

两个单升程凸轮6分别驱动两手指夹持，如图1所示，图1的左中右图分别是左边的U型指尖1的初始位置、左边的U型指尖1的最终位置、右边的U型指尖1的初始位置。

平行四边形机构由U型指尖1、板状连杆2、偏位杠杆3、双铰链座4组成。

两个同轴安装的单升程凸轮6逆时针转动，分别驱动两个偏位杠杆3转动，两个偏位杠杆3的转动使得左右的U型指尖1平移、夹持物体。

两个同轴安装的单升程凸轮6顺时针转动，靠连接在两个偏位杠杆3上的拉弹簧5回复作用，两个偏位杠杆3反向转动使得左右的U型指尖1反向平移、松开物体；U型指尖1的平移与反向平移距离由单升程凸轮6的转角确定；单升程凸轮6为大转角凸轮，其转角大于180度、小于360度；

一个双升程凸轮7驱动二手指夹持，如图2所示，图2的左右图分别是左右边两个U型指尖1的初始位置、左右边两个U型指尖1的最终位置，平行四边形机构由U型指尖1、板状连杆2、正位杠杆3a、双铰链座4组成；两个同轴安装的双升程凸轮7逆时针转动，分别驱动两个正位杠杆3a，两个正位杠杆3a转动使得左右的U型指尖1平移、夹持物体；两个同轴安装的双升程凸轮7顺时针转动，靠连接在两个正位杠杆3a上的拉弹簧5回复作用，两个正位杠杆3a反向转动使得左右的U型指尖1反向平移、松开物体；U型指尖1的平移与反向平移距离由单升程凸轮6的转角确定；双升程凸轮7有两个升程曲线，其转角大于90度、小于180度；

或二种共轭凸轮方式：

(一)一个双升程凸轮7和两个单升程小转角复位凸轮9组成三体共轭凸轮，如图3、图4所示，图3的左右图分别是左右边两个U型指尖1的初始位置、左右边两个U型指尖1的最终位置，平行四边形机构由U型指尖1、板状连杆2、正位开叉杠杆8、双铰链座4组成；一个双升程凸轮7逆时针转动，分别驱动两根正位开叉杠杆8，两根正位开叉杠杆8转动使得左右的U型指尖1平移、夹持物体；图4的左中右图分别是左边U型指尖1的初始位置、左边U型指尖1的最终位置、右边U型指尖1的初始位置；两个单升程小转角复位凸轮9顺时针转动，分别驱动两根正位开叉杠杆8，两根正位开叉杠杆8反向转动使得左右的U型指尖1反向平移、松开物体；U型指尖1的平移与反向平移距离由双升程凸轮7和单升程小转角复位凸轮9的转角确定，双升程凸轮7和单升程小转角复位凸轮9的转角相等；双升程凸轮7有两个升程曲线，其转角大于90度、小于180度，两个单升程小转角复位凸轮9只有一个升程曲线，其转角大于90度、小于180度；

(二)两个单升程凸轮6和两个单升程回位凸轮10组成两个二体共轭凸轮，两个二体共轭凸轮同轴安装，如图5和图6所示，图5的左中右图分别是左边U型指尖1的初始位置、左边U型指尖1的最终位置、右边U型指尖1的初始位置，平行四边形机构由U型指尖1、板状连杆2、偏位开叉杠杆8a、双铰链座4组成；两个二体共轭凸轮中的单升程凸轮6逆时针转动，分别驱动两根偏位开叉杠杆8a，两根偏位开叉杠杆8a转动使得左右的U型指尖1平移、夹持物体；两个二体共轭凸轮中的单升程回位凸轮10顺时针转动，分别驱动两根偏位开叉杠杆8a，两根偏位开叉杠杆8a反向转动使得左右的U型指尖1反向平移、松开物体；U型指尖1的平移与反向平移距离同时由共轭的单升程凸轮6和单升程回位凸轮10的转角确定，单升程凸轮6和单升程回位凸轮10的转角相等；单升程回位凸轮10为大转角凸轮，其转角大于180度、小于360度。

实施例一

本实施例公开一种正反转凸轮驱动、拉弹簧5回复的二指平动式机械手，包括手掌部与手指部，其中手掌部零件有：拉弹簧5、单升程凸轮6、菱形带座轴承14、底座15、装配盘16、安装板17、电机减速器一体机18、台阶轴一19、套筒20、联轴器21；手指部零件有：U型指尖1、板状连杆2、偏位杠杆3、双铰链座4、台阶短销11、长销12、台阶耐磨套13。

手指部结构如图9-图11所示，U型指尖1、板状连杆2、偏位杠杆3、双铰链座4组成平行四边形机构的四个组成零件；与U型指尖1抓取接触面垂直的二侧壁上有二组孔，上面一组孔与偏位杠杆3下端孔铰链连接，下面一组孔与外侧二块板状连杆2下端孔铰链连接，二块板状连杆2上端孔与双铰链座4下端孔铰链两个台阶短销11连接，双铰链座4上端孔与台阶耐磨套13过盈配合，采用一根长销12和两个台阶耐磨套13，使偏位杠杆3上端孔与双铰链座4上端孔铰链连接。

参照图7-图8所示，双铰链座4上面圆台与底座15水平板上的孔是间隙配合，靠内六角螺栓和压盖将双铰链座4固定在底座15上；底座15后壁外侧紧固了四根双头螺柱，双头螺柱外侧螺纹端穿过安装板17上的孔、并用螺母固定，电机减速器一体机18固定在安装板17；装配盘16固定在底座15前后壁的上面，装配盘16与机器人本体连接；电机减速器一体机18的输出轴与台阶轴一19靠联轴器21连接，台阶轴一19由两个菱形带座轴承14支撑，菱形带座轴承14各自装在底座15前后壁外侧上；两个菱形带座轴承14之间的台阶轴一19上，从前到后依次装有套筒20、单升程凸轮6、圆垫片、单升程凸轮6、套筒20，套筒20接触菱形带座轴承14的轴承内圈；两个单升程凸轮6分别与两个偏位杠杆3接触、并驱动两个偏位杠杆3克服拉弹簧5拉力而转动夹持，两个偏位杠杆3上部各固定拉弹簧5一端。

实施例二：

主要包括U型指尖1、板状连杆2、偏位杠杆3、正位杠杆3a、双铰链座4、拉弹簧5、单升程凸轮6、双升程凸轮7、正位开叉杠杆8、偏位开叉杠杆8a、单升程小转角复位凸轮9、单升程回位凸轮10；台阶短销11、长销12、台阶耐磨套13、菱形带座轴承14、底座15、装配盘16、安装板17、电机减速器一体机18、台阶轴一19、台阶轴二19a、台阶轴三19b、台阶轴四19c、套筒20、联轴器21。

本实施例公开一种双升程凸轮7驱动、拉弹簧5回复的二指平动式机械手，与实施例一相比，将偏位杠杆3、两个单升程凸轮6、台阶轴一19，分别更换为正位杠杆3a、一个双升程凸轮7、台阶轴二19a；包括手掌部与手指部，其中手掌部零件有：拉弹簧5、双升程凸轮7、菱形带座轴承14、底座15、装配盘16、安装板17、电机减速器一体机18、台阶轴二19a、套筒20、联轴器21；手指部零件有：U型指尖1、板状连杆2、正位杠杆3a、双铰链座4、台阶短销11、长销12、台阶耐磨套13。

参考图9-图11，U型指尖1、板状连杆2、正位杠杆3a、双铰链座4组成平行四边形机构的四个组成零件；与U型指尖1抓取接触面垂直的二侧壁上有二组孔，上面一组孔与正位杠杆3a下端孔铰链连接，下面一组孔与外侧二块板状连杆2下端孔铰链连接，二块板状连杆2上端孔与双铰链座4下端孔铰链两个台阶短销11连接，双铰链座4上端孔与台阶耐磨套13过盈配合，采用一根长销12和两个台阶耐磨套13，使正位杠杆3a上端孔与双铰链座4上端孔铰链连接；

参照图12-图13所示，双铰链座4上面圆台与底座15水平板上的孔是间隙配合，靠内六角螺栓和压盖将双铰链座4固定在底座15上；底座15后壁外侧紧固了四根双头螺柱，双头螺柱外侧螺纹端穿过安装板17上的孔、并用螺母固定，电机减速器一体机18固定在安装板17；装配盘16固定在底座15前后壁的上面，装配盘16与机器人本体连接；电机减速器一体机18的输出轴与台阶轴二19a靠联轴器21连接，台阶轴二19a由两个菱形带座轴承14支撑，菱形带座轴承14各自装在底座15前后壁外侧上；两个菱形带座轴承14之间的台阶轴二19a上，从前到后依次装有套筒20、双升程凸轮7，套筒20接触菱形带座轴承14的轴承内圈；一个双升程凸轮7与两个正位杠杆3a接触、并驱动两个正位杠杆3a克服拉弹簧5拉力而转动夹持，两个正位杠杆3a上部各固定拉弹簧5一端。

实施例三：

本实施例公开了一种三体共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，与实施例一相比，将偏位杠杆3、两个单升程凸轮6、台阶轴一19，分别更换为正位开叉杠杆8、一个双升程凸轮7和两个单升程小转角复位凸轮9组成的三体共轭凸轮、台阶轴三19b；包括手掌部与手指部，其中手掌部零件有：三体共轭凸轮(一个双升程凸轮7、两个单升程小转角复位凸轮9组成)、菱形带座轴承14、底座15、装配盘16、安装板17、电机减速器一体机18、台阶轴三19b、套筒20、联轴器21；手指部零件有：U型指尖1、板状连杆2、正位开叉杠杆8、双铰链座4、台阶短销11、长销12、台阶耐磨套13。

参考图9-图11，U型指尖1、板状连杆2、正位开叉杠杆8、双铰链座4组成平行四边形机构的四个组成零件；与U型指尖1抓取接触面垂直的二侧壁上有二组孔，上面一组孔与正位开叉杠杆8下端孔铰链连接，下面一组孔与外侧二块板状连杆2下端孔铰链连接，二块板状连杆2上端孔与双铰链座4下端孔铰链两个台阶短销11连接，双铰链座4上端孔与台阶耐磨套13过盈配合，采用一根长销12和两个台阶耐磨套13，使正位开叉杠杆8上端孔与双铰链座4上端孔铰链连接。

参照图14-图15所示，双铰链座4上面圆台与底座15水平板上的孔是间隙配合，靠内六角螺栓和压盖将双铰链座4固定在底座15上；底座15后壁外侧紧固了四根双头螺柱，双头螺柱外侧螺纹端穿过安装板17上的孔、并用螺母固定，电机减速器一体机18固定在安装板17；装配盘16固定在底座15前后壁的上面，装配盘16与机器人本体连接；电机减速器一体机18的输出轴与台阶轴三19b靠联轴器21连接，台阶轴三19b由两个菱形带座轴承14支撑，菱形带座轴承14各自装在底座15前后壁外侧上；两个菱形带座轴承14之间的台阶轴三19b上，从前到后依次装有套筒20、单升程小转角复位凸轮9、圆垫片、双升程凸轮7、单升程小转角复位凸轮9、套筒20，套筒20接触菱形带座轴承14的轴承内圈；一个双升程凸轮7与两个正位开叉杠杆8接触、并驱动两个正位开叉杠杆8转动夹持，两个单升程小转角复位凸轮9分别驱动两个正位开叉杠杆8反转复位。

实施例四：

主要包括U型指尖1、板状连杆2、偏位杠杆3、正位杠杆3a、双铰链座4、拉弹簧5、单升程凸轮6、双升程凸轮7、正位开叉杠杆8、偏位开叉杠杆8a、单升程小转角复位凸轮9、单升程回位凸轮10；台阶短销11、长销12、台阶耐磨套13、菱形带座轴承14、底座15、装配盘16、安装板17、电机减速器一体机18、台阶轴一19、台阶轴二19a、台阶轴三19b、台阶轴四19c、套筒20、联轴器21。

本实施例公开了一种两个三体共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，与实施例一相比，将偏位杠杆3、两个单升程凸轮6、台阶轴一19，分别更换为偏位开叉杠杆8a、两个由单升程凸轮6和单升程回位凸轮10组成的二体共轭凸轮、台阶轴四19c；包括手掌部与手指部，其中手掌部零件有：两个二体共轭凸轮(单升程凸轮6、单升程回位凸轮10组成)、菱形带座轴承14、底座15、装配盘16、安装板17、电机减速器一体机18、台阶轴四19c、套筒20、联轴器21；手指部零件有：U型指尖1、板状连杆2、偏位开叉杠杆8a、双铰链座4、台阶短销11、长销12、台阶耐磨套13。

参考图9-图11，U型指尖1、板状连杆2、偏位开叉杠杆8a、双铰链座4组成平行四边形机构的四个组成零件；与U型指尖1抓取接触面垂直的二侧壁上有二组孔，上面一组孔与偏位开叉杠杆8a下端孔铰链连接，下面一组孔与外侧二块板状连杆2下端孔铰链连接，二块板状连杆2上端孔与双铰链座4下端孔铰链两个台阶短销11连接，双铰链座4上端孔与台阶耐磨套13过盈配合，采用一根长销12和两个台阶耐磨套13，使偏位开叉杠杆8a上端孔与双铰链座4上端孔铰链连接；

参照图16-图17所示，双铰链座4上面圆台与底座15水平板上的孔是间隙配合，靠内六角螺栓和压盖将双铰链座4固定在底座15上；底座15后壁外侧紧固了四根双头螺柱，双头螺柱外侧螺纹端穿过安装板17上的孔、并用螺母固定，电机减速器一体机18固定在安装板17；装配盘16固定在底座15前后壁的上面，装配盘16与机器人本体连接；电机减速器一体机18的输出轴与台阶轴四19c靠联轴器21连接，台阶轴四19c由两个菱形带座轴承14支撑，菱形带座轴承14各自装在底座15前后壁外侧上；两个菱形带座轴承14之间的台阶轴四19c上，从前到后依次装有套筒20、单升程回位凸轮10、单升程凸轮6、单升程凸轮6、单升程回位凸轮10、套筒20，套筒20接触菱形带座轴承14的轴承内圈；两个单升程凸轮6分别与两个偏位开叉杠杆8a接触、并驱动两个偏位开叉杠杆8a转动夹持，两个单升程回位凸轮10分别驱动两个偏位开叉杠杆8a反转复位。

本发明偏位杠杆3零件如图18-图19所示，正位杠杆3a零件如图20所示，正位开叉杠杆8零件如图21-图22所示，偏位开叉杠杆8a零件如图23所示，装配盘16零件如图24所示，双铰链座4零件如图25-27所示，U型指尖1零件如图28-图29所示，底座15零件如图30-图31所示。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (2)

1.一种共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，其特征在于：包括驱动装置、共轭凸轮机构和平行四边形机构，共轭凸轮机构驱动两个手指的夹持以及松开；平行四边形机构包括U型指尖（1）、板状连杆（2）、正位开叉杠杆（8）和双铰链座（4），双铰链座（4）固定设置，双铰链座（4）与U型指尖（1）之间通过平行的板状连杆（2）和正位开叉杠杆（8）铰接，共轭凸轮机构中的凸轮采用一个双升程凸轮（7）和两个单升程小转角复位凸轮（9）组成三体共轭凸轮，双升程凸轮（7）和单升程小转角复位凸轮（9）的转角相等，一个双升程凸轮（7）与两个正位开叉杠杆（8）接触，一个双升程凸轮（7）逆时针转动，分别驱动两根正位开叉杠杆（8），两根正位开叉杠杆（8）转动使得左右的U型指尖（1）平移、夹持物体，两个单升程小转角复位凸轮（9）顺时针转动，分别驱动两根正位开叉杠杆（8），两根正位开叉杠杆（8）反向转动使得左右的U型指尖（1）反向平移、松开物体；U型指尖（1）的平移与反向平移距离由双升程凸轮（7）和单升程小转角复位凸轮（9）的转角确定，双升程凸轮（7）和单升程小转角复位凸轮（9）的转角相等；双升程凸轮（7）有两个升程曲线，其转角大于90度、小于180度，两个单升程小转角复位凸轮（9）只有一个升程曲线，其转角大于90度、小于180度。

2.如权利要求1所述的共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，其特征在于：还包括手掌部与手指部，所述手掌部主要包括三体共轭凸轮、菱形带座轴承（14）、底座（15）、装配盘（16）、安装板（17）、电机减速器一体机（18）、台阶轴三（19b）、套筒（20）和联轴器（21）；手指部主要包括U型指尖（1）、板状连杆（2）、正位开叉杠杆（8）、双铰链座（4）、台阶短销（11）、长销（12）和台阶耐磨套（13），

其中双铰链座（4）上面设置有圆台，圆台与底座（15）水平板上的孔是间隙配合，靠内六角螺栓和压盖将双铰链座（4）固定在底座（15）上，底座（15）后壁外侧紧固了四根双头螺柱，双头螺柱外侧螺纹端穿过安装板（17）上的孔，并用螺母固定，电机减速器一体机（18）固定在安装板（17）上，装配盘（16）固定在底座（15）前后壁的上面，装配盘（16）与机器人本体连接，电机减速器一体机（18）的输出轴与台阶轴三（19b）靠联轴器（21）连接，台阶轴三（19b）由两个菱形带座轴承（14）支撑，菱形带座轴承（14）各自装在底座（15）前后壁外侧上，两个菱形带座轴承（14）之间的台阶轴三（19b）上，从前到后依次装有套筒（20）、单升程小转角复位凸轮（9）、圆垫片、双升程凸轮（7）、单升程小转角复位凸轮（9）、套筒（20），套筒（20）接触菱形带座轴承（14）的轴承内圈；一个双升程凸轮（7）与两个正位开叉杠杆（8）接触、并驱动两个正位开叉杠杆（8）转动夹持，两个单升程小转角复位凸轮（9）分别驱动两个正位开叉杠杆（8）反转复位；

其中U型指尖（1）、板状连杆（2）、正位开叉杠杆（8）、双铰链座（4）组成平行四边形机构的四个组成零件，与U型指尖（1）抓取接触面垂直的二侧壁上有二组孔，上面一组孔与正位开叉杠杆（8）下端孔铰链连接，下面一组孔与外侧二块板状连杆（2）下端孔铰链连接，两块板状连杆（2）上端孔与双铰链座（4）下端孔铰链两个台阶短销（11）连接，双铰链座（4）上端孔与台阶耐磨套（13）过盈配合，采用一根长销（12）和两个台阶耐磨套（13），使正位开叉杠杆（8）上端孔与双铰链座（4）上端孔铰链连接。

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