CN204640239U - 一种柔性自适应机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柔性自适应机械手，其采用柔性手爪，通过可靠的抓取结构实现对物体的可靠自适应抓取，同时不会对物体造成损伤。本实用新型包含手爪机构和手腕机构，手爪机构安装在手腕机构上；所述手爪机构包含至少三个柔性手爪；该柔性手爪通过3D打印柔性材料制作而成；每个柔性手爪分别通过铰接轴安装在手爪座上，每个柔性手爪分别由安装在手爪底板上的手爪舵机单独驱动；手爪舵机通过连杆机构使得柔性手爪绕铰接轴转动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种仿人机械手，尤其涉及一种柔性机械手。
背景技术
目前机械手手爪材料大多采用刚性材料。可以实现自适应抓取的机械手，机械结构较为复杂，在抓取物体时对物体产生损伤的可能性较大。而柔性机械手的机械结构简单，同样实现自适应抓取，由于柔性材料抓取物体时会产生形变，故对物体产生损伤的可能性较小。
实用新型内容
针对上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种柔性自适应机械手，其采用柔性手爪，通过可靠的抓取结构实现对物体的可靠自适应抓取，同时不会对物体造成损伤。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
一种柔性自适应机械手，包含手爪机构和手腕机构，手爪机构安装在手腕机构上；所述手爪机构包含至少三个柔性手爪；该柔性手爪通过3D打印柔性材料制作而成；每个柔性手爪分别通过铰接轴安装在手爪座上，每个柔性手爪分别由安装在手爪底板上的手爪舵机单独驱动；手爪舵机通过连杆机构使得柔性手爪绕铰接轴转动。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述连杆机构包含连杆Ⅰ和连杆Ⅱ；连杆Ⅱ固定在手爪舵机的驱动转盘上，连杆Ⅰ铰接在柔性手爪上，连杆Ⅱ与连杆Ⅰ铰接。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述3D打印柔性材料为橡胶。
作为上述优选实施方式的一种改进，所述手腕机构至少包含三个手腕舵机，每个手腕舵机都固定在手腕底板上，手腕关节通过与手腕柱之间的球形铰实现万向连接；每个手腕舵机的驱动转盘上连接一根拴在手腕关节上的网球线；手腕舵机拉动网球线控制手腕关节的运动；所述手爪机构的手爪底板安装在手腕关节上。
作为上述优选实施方式的一种改进，所述手腕关节的底部和手腕柱的顶部通过球形铰连接；所有手腕舵机以手腕底板中心为圆心均布。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：
本实用新型的手指机构采用的柔性手爪通过3D打印柔性材料制作而成；柔性手爪抓取物体时会因为内侧的受力而产生形变，该形变有利于对物体的抓取，并且使得手爪可以自适应被抓取物体的形状；至少三个手爪分别通过手腕舵机驱动，能够实现可靠的包裹性抓取；手腕舵机与连杆的驱动方式，使得整个手爪运动过程类似于手指关节抓取过程，自适应能力非常好。本实用新型进一步的，其手腕关节在手腕机构主其主导作用，其可以灵活的模仿人手腕的运动，使得整个机械手的工作范围变大。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
图1为本实用新型的手爪机构的一种具体实施方式结构示意图；
图2为图1所示具体实施方式的俯视方向的结构示意图；；
图3为本实用新型的手腕机构的一种具体实施方式的结构示意图；
图4为图3所示具体实施方式的俯视方向的结构示意图。
附图标记说明：
1-柔性手爪，2-连杆Ⅰ，3-连杆Ⅱ，4-手爪舵机，5-手爪底板，6-手爪座，7-手腕关节，8-手腕柱，9-手腕底板，10-手腕舵机。
具体实施方式
本实用新型的技术方案以下述具体的结构作为实施例进行说明。
如图1～4所示，本实用新型一种柔性自适应机械手，其主要结构是柔性手爪1；该柔性手爪通过3D打印柔性材料制作而成，所述3D打印柔性材料常见的有橡胶类材料；柔性手爪抓取物体时会因为内侧的受力而产生形变，该形变有利于对物体的抓取，并且使得手爪可以自适应被抓取物体的形状。整个装置有三个柔性手爪，安装在手爪座6上，由三个安装在手爪底板5上的手爪舵机4单独驱动。手爪舵机带动连杆机构使得柔性手爪绕轴转动，三爪联动即可达到抓取物体的目的；
如图所示，本实用新型一种柔性自适应机械手还包含有手腕机构。主要结构是手腕关节7；通过安装在手腕底板9上的手腕舵机10拉动拴在球形关节上的网球线控制手腕关节的运动，三个手腕舵机协同操作即可准确的控制手腕关节如同人类手腕一样运动。
以上所述结构中，手爪机构装在手腕机构上便组成了整个机械手。
如图所示，本实用新型具体的在手爪机构中，三个柔性手爪铰接在手爪座上，三个手爪舵机固定在手爪底板上；连杆Ⅱ固定在手爪舵机转盘上，连杆Ⅰ铰接在柔性手爪上，连杆Ⅱ与连杆Ⅰ铰接；手爪舵机转动带动连杆机构，使得柔性手爪绕转轴转动，三爪联动实现抓取。
如图所示，本实用新型具体的在手腕机构中，三个手腕舵机固定在手腕底板上，手腕关节通过与手腕柱之间的球形铰实现万向连接。手腕舵机拉动拴在手腕关节上的网球线控制手腕关节的运动；本实用新型三个手腕舵机协同操作，即可实现腕部的运动。
本实用新型的柔性手爪采用柔性材料，使得机械手抓取物体时可以自适应物体形状并且不会对物体产生损伤。手腕关节在手腕机构主其主导作用，其可以灵活的模仿人手腕的运动，使得整个机械手的工作范围变大。
上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化；
本领域普通技术人员不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。
Claims (5)
1.一种柔性自适应机械手，其特征在于：包含手爪机构和手腕机构，手爪机构安装在手腕机构上；所述手爪机构包含至少三个柔性手爪；该柔性手爪通过3D打印柔性材料制作而成；每个柔性手爪分别通过铰接轴安装在手爪座上，每个柔性手爪分别由安装在手爪底板上的手爪舵机单独驱动；手爪舵机通过连杆机构使得柔性手爪绕铰接轴转动。
2.如权利要求1所述的一种柔性自适应机械手，其特征在于：所述连杆机构包含连杆Ⅰ和连杆Ⅱ；连杆Ⅱ固定在手爪舵机的驱动转盘上，连杆Ⅰ铰接在柔性手爪上，连杆Ⅱ与连杆Ⅰ铰接。
3.如权利要求1所述的一种柔性自适应机械手，其特征在于：所述3D打印柔性材料为橡胶。
4.如权利要求1～3任一所述的一种柔性自适应机械手，其特征在于：所述手腕机构至少包含三个手腕舵机，每个手腕舵机都固定在手腕底板上，手腕关节通过与手腕柱之间的球形铰实现万向连接；每个手腕舵机的驱动转盘上连接一根拴在手腕关节上的网球线；手腕舵机拉动网球线控制手腕关节的运动；所述手爪机构的手爪底板安装在手腕关节上。
5.如权利要求4所述的一种柔性自适应机械手，其特征在于：所述手腕关节的底部和手腕柱的顶部通过球形铰连接；所有手腕舵机以手腕底板中心为圆心均布。
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