[发明专利]机械手装置

说明书

本发明提供了一种机械手装置，包括机械手本体(4)、直接抓取组件以及辅助抓取组件；所述直接抓取组件、辅助抓取组件均设置在机械手本体(4)上；所述机械手本体(4)的端部设置有轴承基座；所述直接抓取组件通过轴承基座、棘轮机构与机械手本体(4)相连接；所述辅助抓取组件通过杠杆机构与机械手本体(4)相连接。本发明提供的机械手装置具有高鲁棒性，通过利用多个自适应式勾爪模块和顺应式棘针模块从而实现对攀岩过程复杂岩面的可靠抓取作业，增强抓取鲁棒性，并采用高强度轻型金属或复合材料，降低了能耗。

技术领域

本发明涉及机械手，具体地，涉及一种攀岩机械手装置，更具体地，一种具有高鲁棒性的攀岩机械手装置。

背景技术

随着人类对自然界和宇宙科学探索的不断展开以及山区人道救援活动作业开展，迫切需要能够支持高坡度岩面攀爬作业的机械手装置。已有的机械手装置主要集中在按固定程序实现动、静态物体抓取、搬运或者操作工具的实现，对辅助机器人攀岩作业研究较少。Parness A.等发表的非专利文献将微型棘针阵列和壁虎黏附手爪进行组合用于机器人手爪设计，开发了同时面向陡峭岩面攀爬和光滑玻璃攀爬作业的四臂机器人LEMUR3。Nagaoka K等发表的非专利文献模拟能够攀爬垂直或陡峭斜面的昆虫的肢体前端分叉结构，开发了用于陡峭岩面爬行的机械手装置。Wang SQ等发表了飞专利文献提出基于顺应结构和带线性约束微型棘针阵列的机器人手爪，开发了用于辅助攀岩的拐杖。此外还有轮式、爪式等其它攀岩机器人手爪设计提出。但是这些攀岩机械手设计通常采用数个棘针或微型棘针阵列，在增加对不同攀爬岩面适应性的同时导致攀爬力的产生依靠单个棘针的分力组成，而岩面崎岖容易导致机器人手爪上攀爬力分布不均，攀爬鲁棒性降低，这对于具有一定自身重量尤其是负重机器人攀爬作业产生不利影响。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种机械手装置。

根据本发明提供的一种机械手装置，包括机械手本体、直接抓取组件以及辅助抓取组件；

所述直接抓取组件、辅助抓取组件均设置在机械手本体上；

所述机械手本体的端部设置有轴承基座；

所述直接抓取组件通过轴承基座、棘轮机构与机械手本体相连接；

所述辅助抓取组件通过杠杆机构与机械手本体相连接。

优选地，所述直接抓取组件包括自适应式勾爪模块；

所述自适应式勾爪模块包括勾爪；

所述勾爪的端部与棘轮机构活动连接。

优选地，所述棘轮机构包括棘爪牵拉绳、勾爪轴、棘轮以及扭簧；

所述棘轮机构，还包括勾爪轴承；

所述扭簧、勾爪轴承、棘轮沿所述勾爪轴的轴心从内向外依次设置；

所述勾爪轴设置在轴承基座内。

优选地，所述棘轮机构，还包括棘爪弹簧、棘爪；

所述勾爪的端部通过勾爪轴的一端与机械手本体活动连接；

所述勾爪轴的另一端与棘爪的一端相连接；

所述棘爪的一端与棘轮的轮齿相匹配；

所述棘爪的另一端的一侧设置有棘爪弹簧；

所述棘爪的另一端的另一侧与棘爪牵拉绳相连接。

优选地，所述辅助抓取组件包括棘针单元、约束杆以及棘针基座；

所述棘针单元的端部通过约束杆设置在棘针基座的一侧；

所述棘针单元包括钓钩、弹性杆以及棘针模块牵拉绳；