CN108214537B

CN108214537B - 一种多功能的灵活抓取机构

Info

Publication number: CN108214537B
Application number: CN201810106591.9A
Authority: CN
Inventors: 张纯; 李民
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2023-07-18
Anticipated expiration: 2038-02-02
Also published as: CN108214537A

Abstract

本发明涉及一种多功能的灵活抓取机构，属于智能机器人技术领域。本发明包含：手部外壳、下侧手指、内部驱动传动装置、下侧手指、上侧手指，外壳安装于内部驱动传动装置上，下侧手指和下侧手指分别安装于内部驱动传动装置的下部两侧，上侧手指安装于内部驱动传动装置的上侧。本发明内部驱动传动装置由两个减速直流电机进行驱动，配合内部齿轮和连杆机构以及各个手指上的步进电机，进行抓取工作，可以实现灵活稳固的抓取。

Description

一种多功能的灵活抓取机构

技术领域

本发明涉及一种多功能的灵活抓取机构，属于智能机器人技术领域。

背景技术

随着科学技术的进步及工业化水平的提高，工业智能化的浪潮也正悄然袭来，越来越多的人工智能吃现在我们的视野中，各种机器人层出不穷，而机械手作为智能机器人中的一个重要组成部分，其发展也受到了越来越多的关注,现有机器人的机械手功能少、灵活性差且成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多功能的灵活抓取机构，以解决现有机械臂在功能，灵活性，成本等方面不满足工程要求的问题。

本发明采用的技术方案是：一种多功能的灵活抓取机构，包含：手部外壳1、下侧手指2、内部驱动传动装置3、下侧手指/>4、上侧手指5，外壳1安装于内部驱动传动装置3上，下侧手指/>2和下侧手指/>4分别安装于内部驱动传动装置3的下部两侧，上侧手指5安装于内部驱动传动装置3的上侧，

所述内部驱动装置3包含：轴座12、轴座/>13、锥齿轮轴14、小锥齿轮15、上支撑板16、大锥齿轮17、减速直流电机/>18、减速直流电机/>19、联轴器20、摇杆/>21、销子22、连杆/>23、正齿轮/>24、齿轮轴/>25、下支撑板26、正齿轮/>27、齿轮轴/>28、连杆/>29、摇杆/>30.轴座/>12和轴座/>13都安装于上支撑板16上，锥齿轮轴14安装于轴座/>12和轴座/>13上，小锥齿轮15安装于锥齿轮轴14上，轴座/>13位于轴座/>12与小锥齿轮15之间，上支撑板16安装于内部驱动装置3的中上部，大锥齿轮17安装于减速直流电机/>19的输出轴上，和小锥齿轮15完成啮合，减速直流电机/>18安装于上支撑板16上，下部输出轴与联轴器20连接，减速直流电机/>19安装于上支撑板16和下支撑板26之间，联轴器20安装于上支撑板16和下支撑板26之间，用于连接减速直流电机/>18输出轴和齿轮轴/>25，摇杆/>21一侧通过销子22安装于下支撑板26上，另一侧通过销子22与连杆/>23连接，连杆/>23的两侧分别通过销子22与摇杆/>21和正齿轮/>24连接，正齿轮/>24安装于齿轮轴/>25上，齿轮轴/>25一侧安装于联轴器20上，另一侧通过下支撑板26上孔安装于正齿轮/>24中心处，下支撑板26安装于内部驱动装置3的中下部，正齿轮/>27安装于齿轮轴/>28上，齿轮轴/>28安装于正齿轮/>27的中心孔处，连杆/>29两侧分别通过销子22与正齿轮/>27和摇杆/>30连接，摇杆/>30两端通过销子22分别与下支撑板26和连杆/>29连接，下侧手指/>2和下侧手指/>4分别与连杆/>23的前端和连杆/>29的前端刚性连接，上侧手指5安装在轴座/>13与小锥齿轮15之间的锥齿轮轴14上。

具体地，所述的下侧手指2和下侧手指/>4结构相同，包括指端连接件/>6、指端转轴/>7、步进电机/>8、指尖转轴/>9、指尖/>10、指尖连接件/>11。指端连接件/>6安装于指端转轴/>7上，指端转轴/>7安装于指端连接件/>6和步进电机/>8之间，步进电机/>8安装于下侧手指/>2的第二节处，即指端转轴/>7和指尖转轴/>9之间，指尖转轴/>9安装于步进电机/>8和指尖连接件11之间，指尖连接件/>11安装于指尖转轴/>9和指尖/>10之间，指尖/>10安装于指尖连接件/>11背离指尖转轴/>9的一侧，下侧手指/>2和下侧手指/>4上的指端连接件/>6分别与连杆/>23的前端和连杆/>29的前端刚性连接。

具体地，所述上侧手指5包含：步进电机31、指尖转轴/>32、指尖/>33、指尖连接件/>34、指端连接件/>35、指端转轴/>36。步进电机/>31安装于指尖转轴/>32和指端转轴/>36之间，指尖转轴/>32安装于指尖连接件/>34和步进电机/>31之间，指尖/>33安装于指尖连接件/>34背离指尖转轴/>32的一侧，指尖连接件/>34安装于指尖转轴/>32和指尖/>33之间，指端连接件/>35安装于指端转轴/>36上，指端转轴/>36安装于步进电机/>31背离指尖33的一侧，指端连接件/>35通过其末端设置的安装孔安装在轴座/>13与小锥齿轮15之间的锥齿轮轴14上。

优选地，所述的下侧手指2和下侧手指/>4上的指端连接件/>6分别与连杆/>23的前端和连杆/>29的前端焊接。

本发明具有以下有益效果：

1、结构精巧，适用性强；

2、多驱动，多自由度，控制方便，可靠性高；

3、结构复杂度适中，成本较低；

4、功能部件可根据需求更换，使用范围广，推广价值高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的下侧手指结构示意图；

图4为本发明的内部驱动传动装置的上侧结构示意图；

图5为本发明的内部驱动传动装置的中部结构示意图；

图6为本发明的内部驱动传动装置的下部结构示意图；

图7为本发明的上侧手指结构示意图。

图中各标号为：1：手部外壳，:2：下侧手指，3：内部驱动传动装置，4：下侧手指/>，5：上侧手指，6：指端连接件/>，7：指端转轴/>，8：步进电机/>，9：指尖转轴/>，10：指尖/>，11：指尖连接件/>，12：轴座/>，13：轴座/>，14：锥齿轮轴，15：小锥齿轮，16：上支撑板，17：大锥齿轮，18：减速直流电机/>，19：减速直流电机/>，20：联轴器，21：摇杆/>，22：销子，23：连杆/>，24：正齿轮/>，25：齿轮轴/>，26：下支撑板，27：正齿轮/>，28：齿轮轴/>，29：连杆/>，30：摇杆/>，31：步进电机/>，32：指尖转轴/>，33：指尖/>，34：指尖连接件/>，35：指端连接件/>，36：指端转轴/>。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-7所示，一种多功能的灵活抓取机构，包含：手部外壳1、下侧手指2、内部驱动传动装置3、下侧手指/>4、上侧手指5，外壳1安装于内部驱动传动装置3上，下侧手指/>2和下侧手指/>4分别安装于内部驱动传动装置3的下部两侧，上侧手指5安装于内部驱动传动装置3的上侧，

进一步地，所述的下侧手指2和下侧手指/>4结构相同，包括指端连接件/>6、指端转轴/>7、步进电机/>8、指尖转轴/>9、指尖/>10、指尖连接件/>11。指端连接件/>6安装于指端转轴7上，指端转轴/>7安装于指端连接件/>6和步进电机/>8之间，步进电机/>8安装于下侧手指/>2的第二节处，即指端转轴/>7和指尖转轴/>9之间，指尖转轴/>9安装于步进电机/>8和指尖连接件/>11之间，指尖连接件/>11安装于指尖转轴/>9和指尖/>10之间，指尖/>10安装于指尖连接件/>11背离指尖转轴/>9的一侧，下侧手指/>2和下侧手指/>4上的指端连接件/>6分别与连杆/>23的前端和连杆/>29的前端刚性连接。

进一步地，所述上侧手指5包含：步进电机31、指尖转轴/>32、指尖/>33、指尖连接件/>34、指端连接件/>35、指端转轴/>36。步进电机/>31安装于指尖转轴/>32和指端转轴36之间，指尖转轴/>32安装于指尖连接件/>34和步进电机/>31之间，指尖/>33安装于指尖连接件/>34背离指尖转轴/>32的一侧，指尖连接件/>34安装于指尖转轴/>32和指尖/>33之间，指端连接件/>35安装于指端转轴/>36上，指端转轴/>36安装于步进电机/>31背离指尖/>33的一侧，指端连接件/>35通过其末端设置的安装孔安装在轴座/>13与小锥齿轮15之间的锥齿轮轴14上。

进一步地，所述的下侧手指2和下侧手指/>4上的指端连接件/>6分别与连杆/>23的前端和连杆/>29的前端焊接，加工方便，连接牢固。

本发明的工作原理是：减速直流电机19由外部控制系统驱动并通过其输出轴将动力输送给大锥齿轮17，大锥齿轮17通过与其啮合的小锥齿轮15，进而将动力输送给锥齿轮轴14，最后将动力输送给上侧手指5，驱动上侧手指5转动，减速直流电机/>18由外部控制系统驱动并通过联轴器20将动力输送给正齿轮/>24以及与正齿轮/>24啮合的正齿轮/>27，最后通过摇杆/>21，销子22，连杆/>23以及齿轮轴/>28，连杆/>29，摇杆/>30所分别构成的连杆机构驱动下侧手指/>2下侧手指/>4进行开合，综上，完成机械爪的张开和闭合，从而完成抓取作业。

本发明内部驱动传动装置由两个减速直流电机进行驱动，配合内部齿轮和连杆机构以及各个手指上的步进电机，进行抓取工作，可以实现灵活稳固的抓取。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并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，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种多功能的灵活抓取机构，其特征在于：包含手部外壳（1）、下侧手指I（2）、内部驱动传动装置（3）、下侧手指II（4）、上侧手指（5），外壳（1）安装于内部驱动传动装置（3）上，下侧手指I（2）和下侧手指II（4）分别安装于内部驱动传动装置（3）的下部两侧，上侧手指（5）安装于内部驱动传动装置（3）的上侧；

所述内部驱动传动装置（3）包含轴座I（12）、轴座II（13）、锥齿轮轴（14）、小锥齿轮（15）、上支撑板（16）、大锥齿轮（17）、减速直流电机I（18）、减速直流电机II（19）、联轴器（20）、摇杆I（21）、销子（22）、连杆I（23）、正齿轮I（24）、齿轮轴I（25）、下支撑板（26）、正齿轮II（27）、齿轮轴II（28）、连杆II（29）、摇杆II（30），轴座I（12）和轴座II（13）并排安装于上支撑板（16）上，锥齿轮轴（14）安装于轴座I（12）和轴座II（13）上，小锥齿轮（15）安装于锥齿轮轴（14）上，轴座II（13）位于轴座I（12）与小锥齿轮（15）之间，上支撑板（16）安装于内部驱动传动装置（3）的中上部，大锥齿轮（17）安装于减速直流电机II（19）的输出轴上，和小锥齿轮（15）完成啮合，减速直流电机I（18）安装于上支撑板（16）上，下部输出轴与联轴器（20）连接，减速直流电机II（19）安装于上支撑板（16）和下支撑板（26）之间，联轴器（20）安装于上支撑板（16）和下支撑板（26）之间，用于连接减速直流电机I（18）输出轴和齿轮轴I（25），摇杆I（21）一侧通过销子（22）安装于下支撑板（26）上，另一侧通过销子（22）与连杆I（23）连接，连杆I（23）的另一侧通过销子（22）正齿轮I（24）连接，齿轮轴I（25）一侧安装于联轴器（20）上，另一侧通过下支撑板（26）上孔安装于正齿轮I（24）中心孔处，下支撑板（26）安装于内部驱动传动装置（3）的中下部，正齿轮II（27）的中心孔处安装于齿轮轴II（28）上，连杆II（29）两侧分别通过销子（22）与正齿轮II（27）和摇杆II（30）的一端连接，摇杆II（30）的另一端通过销子（22）与下支撑板（26）连接，下侧手指I（2）和下侧手指II（4）分别与连杆I（23）的前端和连杆II（29）的前端刚性连接，上侧手指（5）安装在轴座II（13）与小锥齿轮（15）之间的锥齿轮轴（14）上；

所述的下侧手指I（2）和下侧手指II（4）结构相同，包括指端连接件I（6）、指端转轴I（7）、步进电机I（8）、指尖转轴I（9）、指尖I（10）、指尖连接件I（11），指端连接件I（6）安装于指端转轴I（7）上，指端转轴I（7）安装于指端连接件I（6）和步进电机I（8）之间，步进电机I（8）安装于指端转轴I（7）和指尖转轴I（9）之间，指尖转轴I（9）安装于步进电机I（8）和指尖连接件I（11）之间，指尖连接件I（11）安装于指尖转轴I（9）和指尖I（10）之间，指尖I（10）安装于指尖连接件I（11）背离指尖转轴I（9）的一侧，下侧手指I（2）和下侧手指II（4）上的指端连接件I（6）分别与连杆I（23）的前端和连杆II（29）的前端刚性连接；

所述的上侧手指（5）包含步进电机II（31）、指尖转轴II（32）、指尖II（33）、指尖连接件II（34）、指端连接件II（35）、指端转轴II（36），步进电机II（31）安装于指尖转轴II（32）和指端转轴II（36）之间，指尖转轴II（32）安装于指尖连接件II（34）和步进电机II（31）之间，指尖II（33）安装于指尖连接件II（34）背离指尖转轴II（32）的一侧，指尖连接件II（34）安装于指尖转轴II（32）和指尖II（33）之间，指端连接件II（35）安装于指端转轴II（36）上，指端转轴II（36）安装于步进电机II（31）背离指尖II（33）的一侧，指端连接件II（35）通过其末端设置的安装孔安装在轴座II（13）与小锥齿轮（15）之间的锥齿轮轴（14）上。

2.根据权利要求1所述的一种多功能的灵活抓取机构，其特征在于：所述的下侧手指I（2）和下侧手指II（4）上的指端连接件I（6）分别与连杆I（23）的前端和连杆II（29）的前端焊接。