CN216328373U - 一种基于柔性铰链机构的机械爪 - Google Patents

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邵文轩
薄维希
范晓阳
陈海龙
杨译钧
邓君卓
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Abstract

本实用新型公开的一种基于柔性铰链机构的机械爪。其特征在于包括丝杠、螺母、两根连杆A、两根连杆B、柔性铰链机构、两根夹爪、驱动机构、固定板,丝杠与驱动机构固定连接,螺母与丝杠螺纹连接,螺母与连杆A转动连接,连杆A与连杆B转动连接,连杆B与柔性铰链机构固定连接,柔性铰链机构的一端与固定板固定连接,两根夹爪分别固定在所述柔性铰链机构最远离丝杠一端的边上,所述两组连杆A及连杆B关于丝杠轴向对称设置。在使用过程中,因为本实用新型利用柔性铰链的弹性变形来实现运动和动力的传递与变换,相对于一般的刚性机构,有更强的适应性,且在抓取脆弱物体时,不会由于抓紧力过大而将其夹坏。

Description

一种基于柔性铰链机构的机械爪
技术领域
本实用新型属于一种机械结构设计,具体指一种基于柔性铰链机构的机械爪。
背景技术
现有的许多采摘机器人的机械爪的设计方案,都是采用连杆等刚性构件组合而成。刚性构件由于硬度和强度高,受力变形小,所以刚性构件组成的机械爪,往往适用性差。每一种蔬菜瓜果都要专门做一个机械爪,且容易生锈。刚性机械爪在抓取一些较软的的蔬菜或水果时,容易将其抓坏,造成浪费。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的不足,提供一种基于柔性铰链机构的机械爪,以达到在抓取蔬菜瓜果时,不会由于抓紧力过大而将其夹坏的目的。
为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种基于柔性铰链机构的机械爪,其特征在于:包括丝杠、螺母、两根连杆A、两根连杆B、柔性铰链四杆机构、两根夹爪、驱动机构、固定板,柔性铰链四杆机构为延一条对角线对称的四边形结构,所述对角线与丝杠轴向平行,所述柔性铰链四杆机构的四个端点均设有开口朝内的圆弧形缺口;丝杠的后端与驱动机构固定连接,螺母旋接在丝杠上,所述螺母的左右两侧分别设有连接器;两根连杆A的一端分别与左右两侧的连接器进行铰接,两根连杆B的一端分别与对应的连杆A的另一端进行铰接,所述两根连杆B的另一端分别与柔性铰链四杆机构对称线上的后端端头的两边固定连接;所述柔性铰链四杆机构的后端端头与固定板固定连接,两根夹爪分别固定在所述柔性铰链机构的前端端头的两边。
为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括:
进一步地,所述丝杠前端的端部安装固定有螺帽。
进一步地,所述柔性铰链四杆机构与夹爪连接的两边的边长大于与所述连杆B连接的两边的边长。
进一步地,所述柔性铰链四杆机构的后端端头通过销钉与固定板固定连接,且所述销钉为三个,所述三个销钉尽可能接近。
进一步地,所述柔性铰链四杆机构的材料选择聚丙烯或多晶硅。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的一种基于柔性铰链机构的机械爪,利用柔性铰链的弹性变形来实现运动和动力的传递与变换。相对于一般的刚性机构,有更强的适应性,且在抓取脆弱物体时,不会由于抓紧力过大而将其夹坏。
附图说明
图1是一种基于柔性铰链机构的机械爪的结构示意图;
图2是一种基于柔性铰链机构的机械爪与固定板的组装示意图。
图中:1.丝杠,2.螺母,3.连杆A,4.连杆B,5.柔性铰链机构,6.夹爪。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型。
需要注意的是,实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施案例,如附图所述,一种基于柔性铰链机构的机械爪,其特征在于:包括丝杠1、螺母2、两根连杆A3、两根连杆B4、柔性铰链四杆机构5、两根夹爪6、驱动机构、固定板。柔性铰链四杆机构5为延一条对角线对称的四边形结构,所述对角线与丝杠轴向平行,所述柔性铰链四杆机构5的四个端点均设有开口朝内的圆弧形缺口;丝杠1的后端与驱动机构固定连接,螺母2旋接在丝杠1上,所述螺母2的左右两侧分别设有连接器,所述丝杠1的前端的端部安装固定有螺帽,防止丝杠运转至极限距离而脱落。两根连杆A3的一端分别与左右两侧的连接器进行铰接,两根连杆B4的一端分别与对应的连杆A3的另一端进行铰接,所述两根连杆B4的另一端分别与柔性铰链四杆机构5对称线上的后端端头的两边固定连接;所述柔性铰链四杆机构5的后端端头与固定板固定连接,两根夹爪6分别固定在所述柔性铰链机构5的前端端头的两边。
所述柔性铰链四杆机构5对称线上的后端端头通过销钉与固定板固定连接,且所述销钉为三个,所述三个销钉尽可能接近,这样可以在加固柔性铰链四杆机构5的同时,不影响装置的形变。两根夹爪6分别固定在所述柔性铰链机构5的前端端头的两边。
所述柔性铰链四杆机构5与夹爪连接的两边的边长大于与所述连杆B4连接的两边的边长。这样可以更好地控制夹爪的变化。所述柔性铰链四杆机构5的材料选择聚丙烯或多晶硅。所述柔性铰链四杆机构可设置为多个,所述多个柔性铰链四杆机构的前端端头及后端端头对应相互重合,可在前端端头的边上对应增加所需的夹爪。
当使用时,驱动装置驱动丝杠1转动。在柔性铰链机构5与固定板固定的情况下,螺母2在丝杠1上进行前进或者后退的运动。当螺母2往夹爪的方向,进行前进的运动时,螺母2与连杆A3之间的夹角变大,连杆A3与连杆B4之间的夹角变小,同时与连杆B4固定的柔性铰链机构5开始形变,进行收缩运动,以此带动夹爪6张开;当螺母2进行后退的运动时,螺母2与连杆A3之间的夹角变小,连杆A3与连杆B4之间的夹角变大,同时与连杆B4固定的柔性铰链机构5开始形变,进行张开运动,以此带动夹爪6夹紧。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰,应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于柔性铰链机构的机械爪,其特征在于:包括丝杠(1)、螺母(2)、两根连杆A(3)、两根连杆B(4)、柔性铰链四杆机构(5)、两根夹爪(6)、驱动机构、固定板,柔性铰链四杆机构(5)为延一条对角线对称的四边形结构,所述对角线与丝杠轴向平行,所述柔性铰链四杆机构(5)的四个端点均设有开口朝内的圆弧形缺口;丝杠(1)的后端与驱动机构固定连接,螺母(2)旋接在丝杠(1)上,所述螺母(2)的左右两侧分别设有连接器;两根连杆A(3)的一端分别与左右两侧的连接器进行铰接,两根连杆B(4)的一端分别与对应的连杆A(3)的另一端进行铰接,所述两根连杆B(4)的另一端分别与柔性铰链四杆机构(5)对称线上的后端端头的两边固定连接;所述柔性铰链四杆机构(5)的后端端头与固定板固定连接,两根夹爪(6)分别固定在所述柔性铰链四杆机构(5)的前端端头的两边。
2.根据权利要求1所述的一种基于柔性铰链机构的机械爪,其特征在于:所述丝杠(1)前端的端部安装固定有螺帽。
3.根据权利要求1所述的一种基于柔性铰链机构的机械爪,其特征在于:所述柔性铰链四杆机构(5)与夹爪连接的两边的边长大于与所述连杆B(4)连接的两边的边长。
4.根据权利要求1所述的一种基于柔性铰链机构的机械爪,其特征在于:所述柔性铰链四杆机构(5)的后端端头通过销钉与固定板固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于柔性铰链机构的机械爪,其特征在于:所述柔性铰链四杆机构(5)的材料选择聚丙烯或多晶硅。
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Assignee: Nanjing Tangyi Information Technology Co.,Ltd.

Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980002000

Denomination of utility model: A mechanical claw based on flexible hinge mechanism

Granted publication date: 20220419

License type: Common License

Record date: 20240206

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Nanjing Institute of Engineering Technical Service Co.,Ltd.

Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980002478

Denomination of utility model: A mechanical claw based on flexible hinge mechanism

Granted publication date: 20220419

License type: Common License

Record date: 20240305

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: NANJING HOLMES INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980002732

Denomination of utility model: A mechanical claw based on flexible hinge mechanism

Granted publication date: 20220419

License type: Common License

Record date: 20240312

Assignee: Nanjing Chuangyi Education Technology Group Co.,Ltd.

Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980002731

Denomination of utility model: A mechanical claw based on flexible hinge mechanism

Granted publication date: 20220419

License type: Common License

Record date: 20240312