[发明专利]仿刺猬磁驱杆球自适应机器人手装置

说明书

本发明涉及一种仿刺猬磁驱杆球自适应机器人手装置，包括基座、电机、减速器、绕线筒、半球件、K个电磁滑杆组件以及至少一个腱绳，电机固接于基座上，半球件罩设在基座上，半球件上分散设置有K个通孔，电磁滑杆组件包括弹性铰链、摆动杆、复位弹簧、滑管和至少一个电磁铁，摆动杆的一端通过弹性铰链与半球件连接，滑管嵌套在摆动杆的另一端，电磁铁固接在摆动杆的中部，绕线筒套固在减速器的输出轴上，腱绳的一端固接在绕线筒上，腱绳的另一端由摆动杆的外围绕过并固接于基座上。本发明的机器人手装置能够在多个方向对物体提供抓持力，对物体大小和形状具有自适应性的多向抓持效果，对不同方向放置的各种形状物体均可有效抓持。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及仿刺猬磁驱杆球自适应机器人手装置。

背景技术

机器人手在机器人领域中有广泛的用途，用于将机器人手与物体临时的连接和固定起来，并能够在适当的时候进行释放，前者实现了抓取物体，后者实现了放开物体。一般的机器人手为了降低成本被制作成具有两个相对运动的部分，以便于最简单的实现抓取和释放功能。也有许多模仿人手的结构，设计为具有更多的手指和手指上具有若干关节，但是那样会带来机械系统、传感系统、控制系统等复杂度的结构。

PeterB.Scott在文献中介绍了一种机械被动式适应物体形状的通用夹持器Omnigripper。该夹持器具有两组杆簇集合，每组杆簇集合有多个相互平行的长杆，这些由待抓物体推动而自由上下滑动的长杆达到了适应物体形状的目的，再结合驱动器驱动两组杆簇靠拢或离开，实现对物体的抓持。该装置的不足之处在于：1无法做到多向抓持。该装置对目标物体施加抓取力时，该抓取力只能沿着两组杆簇集合合拢的方向，产生的仅仅是一维夹持模式，夹持效果差。2对于特定方向放置的长条状物体抓持失效。当目标物体与该方向平行且目标物体在该方向上长于该装置，则目标物体不会因两组伸缩杆合拢而受到抓持力。3结构复杂、能耗大。该装置有2组杆簇集合，需要2个相互运动的可运动支承件(或运动基座)、一套直线导轨、2个滑块、驱动器、传动机构等，结构较为复杂，且具有许多长杆的笨重杆簇集合运动是比较耗能的。

现有技术中还公开了一种流体驱动柔性杆簇自适应机器人手装置CN105583831B)，包括基座、多个滑动推杆、膜皮、流体、多个活塞和多个簧件。该装置用于机器人抓取物体，实现了离散空间自适应抓取功能：利用多个滑动推杆获得对物体大小和形状的自适应效果；利用流体排出、膜皮和推杆的弯曲弹性实现多个推杆向中心聚拢的弯曲变形，达到对物体的多向抓持效果。该装置的不足之处在于：该装置流体驱动对密封性要求较高，成本高；推杆经常弯曲产生疲劳导致推杆难以恢复伸直状态，长期使用的可靠性不高，受到膜皮的限制，滑动推杆的滑动受到较大影响。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供仿刺猬磁驱杆球自适应机器人手装置，能够在多个方向对物体提供抓持力，对物体大小和形状具有自适应性的多向抓持效果，对不同方向放置的各种形状物体均可有效抓持，抓持快速。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：仿刺猬磁驱杆球自适应机器人手装置，包括基座、电机、减速器、绕线筒、半球件、K个电磁滑杆组件以及至少一个腱绳，所述电机固接于基座上，电机的输出端连接有减速器，半球件罩设在基座上，半球件的球面上分散设置有K个通孔，所述电磁滑杆组件包括弹性铰链、摆动杆、复位弹簧、滑管和至少一个电磁铁，摆动杆的一端由通孔伸入半球件内并通过弹性铰链与半球件连接，滑管嵌套在摆动杆的另一端，复位弹簧设置在滑管与摆动杆之间，所述电磁铁固接在摆动杆的中部，且多个摆动杆上电磁铁的吸附面相对设置，所述绕线筒套固在减速器的输出轴上，腱绳的一端固接在绕线筒上，腱绳的另一端由摆动杆的外围绕过并固接于基座上。

作为本发明仿刺猬磁驱杆球自适应机器人手装置的进一步优化：所述K为大于5的自然数。

作为本发明仿刺猬磁驱杆球自适应机器人手装置的进一步优化：所述K为12。