本發(fā)明涉及機(jī)器人，尤其是涉及一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手。

背景技術(shù)：

1、在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，機(jī)械手的設(shè)計(jì)和應(yīng)用一直是自動(dòng)化和智能制造的關(guān)鍵組成部分。隨著工業(yè)4.0和智能制造的發(fā)展，對(duì)機(jī)械手的性能要求越來(lái)越高，特別是在靈活性、適應(yīng)性和成本效益方面。傳統(tǒng)的多指靈巧機(jī)械手通常采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的靈巧抓取任務(wù)，但這種設(shè)計(jì)存在成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)難度大等缺點(diǎn)。

2、首先，傳統(tǒng)的機(jī)械手通常依賴于復(fù)雜的多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這不僅增加了機(jī)械手的制造成本，還提高了維護(hù)難度和能耗。其次，這些機(jī)械手往往缺乏足夠的靈活性和適應(yīng)性，難以處理形狀不規(guī)則或大小多變的物體，限制了它們?cè)谛枰叨褥`活性的應(yīng)用場(chǎng)景中的應(yīng)用。此外，傳統(tǒng)機(jī)械手在與人類協(xié)作時(shí)的安全性也是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兛赡軣o(wú)法完全避免與人類的意外接觸。最后，現(xiàn)有的機(jī)械手在編程和操作上通常需要專業(yè)知識(shí)，這限制了它們?cè)诜菍I(yè)用戶中的普及。因此，盡管機(jī)械手在提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用，但它們?cè)诔杀尽㈧`活性、安全性以及用戶友好性方面仍有改進(jìn)的空間。

3、在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，對(duì)于異狀零件的抓取和柔性裝配都是非常重要及常見(jiàn)的場(chǎng)景，傳統(tǒng)的機(jī)械手由于不具有自適應(yīng)性而很難滿足這一具體需求，傳統(tǒng)機(jī)械手在具體的應(yīng)用中所要求的條件很多，對(duì)于非理想條件下的抓取效果很差。同時(shí)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)使得機(jī)械抓手的操作和維護(hù)相對(duì)復(fù)雜，需要專業(yè)知識(shí)和技能才能對(duì)機(jī)械抓手進(jìn)行操作和維護(hù)。而為了容納多個(gè)電機(jī)和復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)機(jī)械抓手可能需要較大的工作空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，通過(guò)中心三角架處的第一繩索連接點(diǎn)和第二繩索連接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的平均分配，使得機(jī)械手在空載或未接觸物體時(shí)運(yùn)動(dòng)是同步的，這使得在抓取物體時(shí)能夠最大限度的保證物體的位置不變，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的原態(tài)抓取，極大的方便了對(duì)于物體的位置的感知和后續(xù)進(jìn)行的裝配等操作；抓手部分可更換部件，根據(jù)需要采用平動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)的抓手類型，再加上由雙向驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的不同抓取類型，使本機(jī)械手的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景更加廣泛，通過(guò)單電機(jī)加繩索傳動(dòng)的方式極大的降低了其制造和控制成本，適合現(xiàn)代企業(yè)所要求的多品種小批量定制化生產(chǎn)的實(shí)際需要。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，包括連桿抓手組件，所述連桿抓手組件下方設(shè)有繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件，所述繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件相連接，所述繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件包括中心殼體，所述中心殼體上固定有錐齒輪滾筒滑輪組，其中心處設(shè)有雙層三角中心架，所述雙層三角中心架于所述錐齒輪滾筒滑輪組之間通過(guò)鋼絲繩相連接。

3、優(yōu)選的，所述雙層三角中心架包括上三角架和下三角架，所述上三角架和所述下三角架之間設(shè)有三個(gè)支撐套筒，所述支撐套筒與所述上三角架和所述下三角架之間通過(guò)連接螺釘相連接，所述支撐套筒上套設(shè)有兩個(gè)第一滑輪，一個(gè)所述第一滑輪靠近所述上三角架，另一個(gè)所述第一滑輪靠近所述下三角架。

4、優(yōu)選的，所述連桿抓手組件包括上頂板，所述上頂板上固定設(shè)有第一連接柱和第二連接柱，所述第一連接柱之間設(shè)有第一指節(jié)，所述第一指節(jié)上設(shè)有卡槽，所述卡槽處設(shè)有傳動(dòng)小錐齒輪，所述傳動(dòng)小錐齒輪與所述第一指節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第一連接柱轉(zhuǎn)動(dòng)連接連接。

5、優(yōu)選的，所述第一指節(jié)與第二指節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二指節(jié)與第三指節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與第四指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第三指節(jié)上設(shè)有指端抓取面，所述第四指節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第二連接柱轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

6、優(yōu)選的，所述上頂板上設(shè)有通槽，所述傳動(dòng)小錐齒輪置于所述通槽處，所述第一連接柱置于所述通槽兩側(cè)。

7、優(yōu)選的，所述錐齒輪滾筒滑輪組包括滾筒支撐架，所述滾筒支撐架上設(shè)有滾筒，所述滾筒支撐架與滑輪支撐塊的t型滑槽滑動(dòng)連接，所述滑輪支撐塊通過(guò)兩個(gè)螺釘與所述中心殼體固定連接。

8、優(yōu)選的，所述滑輪支撐塊通過(guò)螺釘與第二滑輪相連接，所述第二滑輪的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述第二滑輪通過(guò)連接軸相連接，且兩個(gè)所述第二滑輪不接觸，上方的所述第二滑輪與傳動(dòng)大錐齒輪固定連接，所述滑輪支撐塊上連接有調(diào)整螺釘，所述傳動(dòng)大錐齒輪與所述傳動(dòng)小錐齒輪相嚙合。

9、優(yōu)選的，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括舵機(jī)盤(pán)，所述舵機(jī)盤(pán)下方設(shè)有下頂板，所述下頂板上設(shè)有槽孔，所述舵機(jī)盤(pán)與通過(guò)連接軸穿過(guò)槽孔與舵機(jī)相連接，所述下頂板下方設(shè)有舵機(jī)固定架，所述舵機(jī)固定架固定連接有所述舵機(jī)，所述舵機(jī)外設(shè)有舵機(jī)外殼。

10、優(yōu)選的，所述鋼絲繩的數(shù)量為三根，每根所述鋼絲的一端均與第一繩索連接點(diǎn)固定連接，其另一端均與第二繩索連接點(diǎn)固定連接。

11、優(yōu)選的，所述連桿抓手組件、所述錐齒輪滾筒滑輪組的數(shù)量均為三組，每組所述連桿抓手組件的結(jié)構(gòu)相同且均布在所述上頂板上，每組所述錐齒輪滾筒滑輪組的結(jié)構(gòu)相同切均布在所述中心殼體內(nèi)。

12、因此，本發(fā)明采用上述一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，具有以下有益效果：

13、（1）本發(fā)明的鋼絲繩張緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在固定雙層滑輪組的地方，通過(guò)調(diào)整螺釘來(lái)調(diào)節(jié)水平放置的滾筒的位置，使其向內(nèi)部運(yùn)動(dòng)從而拉緊兩端的鋼絲繩，從而達(dá)到對(duì)上下層滑輪的鋼絲繩同時(shí)進(jìn)行張緊的作用。

14、（2）本發(fā)明的夾爪采用的是雙向驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，無(wú)需彈簧等其他回位機(jī)構(gòu)。由于開(kāi)-合都具有力的特性這使得夾持器后續(xù)還可以按具體需要更改夾爪類型，從而實(shí)現(xiàn)夾爪能夠同時(shí)具有從外向內(nèi)的閉合式包絡(luò)抓取和從內(nèi)向外張開(kāi)式的內(nèi)撐式抓取，具有極強(qiáng)的應(yīng)用范圍。

15、（3）本發(fā)明的夾爪能夠?qū)崿F(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，通過(guò)中心的雙層三角中心架處的鋼絲繩連接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的平均分配，使得夾爪在空載或未接觸物體時(shí)運(yùn)動(dòng)是同步的，這使得在抓取物體時(shí)能夠最大限度的保證物體的位置不變，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的原態(tài)抓取，極大的方便了對(duì)于物體的位置的感知和后續(xù)進(jìn)行的裝配等操作。

16、（4）本發(fā)明的夾爪能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)抓取物體的自適應(yīng)抓取，在實(shí)際的抓取過(guò)程中，夾爪未接觸物體時(shí)會(huì)同步運(yùn)動(dòng)，而當(dāng)其中一個(gè)接觸物體后該夾爪便會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，其他夾爪繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，然后依次根據(jù)物體形狀的不同按序抓取物體。該功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠雙層三角中心架處的第一繩索連接點(diǎn)和第二繩索連接點(diǎn)，當(dāng)夾爪同步運(yùn)動(dòng)時(shí)連接點(diǎn)的位置保持不變，而當(dāng)某個(gè)抓手接觸物體后，其所對(duì)應(yīng)的鋼絲繩不再傳動(dòng)，而鋼絲繩的第一繩索連接點(diǎn)和第二繩索連接點(diǎn)也將進(jìn)行偏向該抓手的平面運(yùn)動(dòng)，即鋼絲繩的第一繩索連接點(diǎn)和第二繩索連接點(diǎn)的平面位置取決于外部抓手的抓取姿態(tài)。

17、（5）本發(fā)明的抓手部分未可更換部件，可根據(jù)需要采用平動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)的抓手類型，再加上由雙向驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的不同抓取類型，使得本抓手的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景更加廣泛。

18、（6）本發(fā)明采用的單電機(jī)加鋼絲繩傳動(dòng)的方式極大的降低了其制造和控制成本，非常適合現(xiàn)代企業(yè)所要求的多品種小批量定制化生產(chǎn)的實(shí)際需要。

19、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：包括連桿抓手組件，所述連桿抓手組件下方設(shè)有繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件，所述繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件相連接，所述繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件包括中心殼體，所述中心殼體上固定有錐齒輪滾筒滑輪組，其中心處設(shè)有雙層三角中心架，所述雙層三角中心架于所述錐齒輪滾筒滑輪組之間通過(guò)鋼絲繩相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述雙層三角中心架包括上三角架和下三角架，所述上三角架和所述下三角架之間設(shè)有三個(gè)支撐套筒，所述支撐套筒與所述上三角架和所述下三角架之間通過(guò)連接螺釘相連接，所述支撐套筒上套設(shè)有兩個(gè)第一滑輪，一個(gè)所述第一滑輪靠近所述上三角架，另一個(gè)所述第一滑輪靠近所述下三角架。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述連桿抓手組件包括上頂板，所述上頂板上固定設(shè)有第一連接柱和第二連接柱，所述第一連接柱之間設(shè)有第一指節(jié)，所述第一指節(jié)上設(shè)有卡槽，所述卡槽處設(shè)有傳動(dòng)小錐齒輪，所述傳動(dòng)小錐齒輪與所述第一指節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第一連接柱轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述第一指節(jié)與第二指節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二指節(jié)與第三指節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與第四指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第三指節(jié)上設(shè)有指端抓取面，所述第四指節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第二連接柱轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述上頂板上設(shè)有通槽，所述傳動(dòng)小錐齒輪置于所述通槽處，所述第一連接柱置于所述通槽兩側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述錐齒輪滾筒滑輪組包括滾筒支撐架，所述滾筒支撐架上設(shè)有滾筒，所述滾筒支撐架與滑輪支撐塊的t型滑槽滑動(dòng)連接，所述滑輪支撐塊通過(guò)兩個(gè)螺釘與所述中心殼體固定連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述滑輪支撐塊通過(guò)螺釘與第二滑輪相連接，所述第二滑輪的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述第二滑輪通過(guò)連接軸相連接，且兩個(gè)所述第二滑輪不接觸，上方的所述第二滑輪與傳動(dòng)大錐齒輪固定連接，所述滑輪支撐塊上連接有調(diào)整螺釘，所述傳動(dòng)大錐齒輪與所述傳動(dòng)小錐齒輪相嚙合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括舵機(jī)盤(pán)，所述舵機(jī)盤(pán)下方設(shè)有下頂板，所述下頂板上設(shè)有槽孔，所述舵機(jī)盤(pán)與通過(guò)連接軸穿過(guò)槽孔與舵機(jī)相連接，所述下頂板下方設(shè)有舵機(jī)固定架，所述舵機(jī)固定架固定連接有所述舵機(jī)，所述舵機(jī)外設(shè)有舵機(jī)外殼。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述鋼絲繩的數(shù)量為三根，每根所述鋼絲的一端均與第一繩索連接點(diǎn)固定連接，其另一端均與第二繩索連接點(diǎn)固定連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，其特征在于：所述連桿抓手組件、所述錐齒輪滾筒滑輪組的數(shù)量均為三組，每組所述連桿抓手組件的結(jié)構(gòu)相同且均布在所述上頂板上，每組所述錐齒輪滾筒滑輪組的結(jié)構(gòu)相同且均布在所述中心殼體內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，包括連桿抓手組件，連桿抓手組件下方設(shè)有繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件，繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件相連接，繩驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自適應(yīng)組件包括中心殼體，中心殼體上固定有錐齒輪滾筒滑輪組，其中心處設(shè)有雙層三角中心架，雙層三角中心架于錐齒輪滾筒滑輪組之間通過(guò)鋼絲繩相連接。本發(fā)明采用上述的一種基于繩驅(qū)動(dòng)的單驅(qū)自適應(yīng)三指機(jī)械手，抓手部分可更換部件，再加上由雙向驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的不同抓取類型，使本機(jī)械手的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景更加廣泛，通過(guò)單電機(jī)加繩索傳動(dòng)的方式極大的降低了其制造和控制成本，適合現(xiàn)代企業(yè)所要求的多品種小批量定制化生產(chǎn)的實(shí)際需要。

技術(shù)研發(fā)人員：陳文杰,崔小龍,史開(kāi)旺,孫先濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4