[发明专利]手指变位并转位的双驱动曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手

说明书

本发明手指变位并转位的双驱动曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手，采用曲柄摇杆滑块机构，选用了三个相同的柔性板弹簧手指，其中一个手指不动，另外两个手指是既转动又移动的平动运动，这两个手指分别对称安装在左右侧的连杆或摇杆上。左侧的曲柄摇杆滑块机构是主动驱动结构，由两个步进电机分别驱动，产生曲柄的角位移和滑块的直线移动；右侧的曲柄摇杆滑块机构是从动机构，通过一对齿轮等速地传动，左侧曲柄与右侧曲柄的转动角位移相等；通过手动调节，可以改变曲柄偏心距、两个手指分别在连杆或摇杆的位置和角度、以及另一个固定手指的位置。本发明机械手具有操作空间大、适应性广、能耗低等优点，属于物流输送装备、机械手和机器人领域。

技术领域

本发明手指变位并转位的双驱动曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手，具有操作空间大、适应性广、能耗低等优点，属于物流输送装备、机械手和机器人领域。

背景技术

目前除了成本高昂、装有很多传感器的拟人灵巧手之外，普通机械要么只能控制手指的中心距、抓取大小直径的圆形或球形物体，要么控制手指转位，从抓取圆形或球形物体转变到抓取长方形物体，手指既可改变位置、又可转动角度的机械手还没有报道。

发明内容

本发明克服了上述缺陷，从改变手掌形状的角度设计机械手，根据并联机构作用空间大的特点，采用了最为简单的曲柄摇杆滑块机构，选用了三个相同的柔性的板弹簧手指，其中一个手指不动，另外两个手指是既转动又移动的平动运动。左侧的曲柄摇杆滑块机构是主动驱动结构，由两个步进电机分别驱动，产生曲柄的角位移和滑块的直线移动；右侧的曲柄摇杆滑块机构是从动机构，通过一对齿轮等速地传动，左侧曲柄与右侧曲柄的转动角位移相等；机械手有三个板弹簧手指，其中两个手指分别安装在左右侧的连杆或摇杆上，通过两个步进电机的协同控制抓取物体；也通过手动调节，可以改变曲柄偏心距、两个手指分别在连杆或摇杆的位置和角度、以及另一个固定手指的位置。本发明机械手的夹紧抓取动力也是靠两个步进电机驱动，由于自锁两个步进电机在抓持过程中可以断电。本发明机械手具有操作空间大、适应性广、能耗低等优点，属于物流输送装备、机械手和机器人领域。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

如附图1-3所示，本发明手指变位并转位的双驱动曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手，由底板1、导轨支座2、直线导轨3、安装板4、直线轴承5、移动座6、丝杠螺母7、丝杆步进电机8、铰链轴9、耐磨垫圈10、从动摇杆11、主动摇杆12、连杆13、销轴14、短手指座15、板弹簧曲面手指16、开槽曲柄17、齿轮盖板18、带蜗轮减速器步进电机19、主动齿轮20、平键21、驱动轴22、长套筒23、带座轴承24、短套筒25、从动轴26、厚套筒27、锥孔齿轮28、锥套29、扁圆螺母30、小带座轴承31、导向螺柱32、长手指座33、中手指座34、厚垫块35组成。

如附图1-3所示，本发明手指变位并转位的双驱动曲柄摇杆滑块并联机构手掌式机械手中，直线导轨3的两端由两个导轨支座2固定，两个导轨支座2安装在底板1上，安装板4的两端各自固定在两个导轨支座2上，安装板4有不同位置的孔系与机器人本体相联结，孔系尺寸对应于机器人本体，为适应不同的被抓持物体的重心、不同位置的孔系便于调整联结；直线轴承5穿过直线导轨3而移动，移动座6固定在直线轴承5上，铰链轴9靠螺母固定在移动座6上；丝杠螺母7固定在移动座6上，丝杆步进电机8固定在底板1上，丝杆步进电机8通过丝杠螺母7驱动移动座6，带动直线轴承5在直线导轨3上直线移动；铰链轴9上穿过从动摇杆11和主动摇杆12上的孔，从动摇杆11左右侧均有耐磨垫圈10，从动摇杆11和主动摇杆12在铰链轴9上旋向相反的相对转动；