[发明专利]一种基于连杆差动机构的单驱电动自适应机械手

说明书

本发明公开了一种基于连杆差动机构的单驱电动自适应机械手，包括壳体组件、控制器和抓取机构组件，壳体组件包括上盖板、下盖板、前盖板、后盖板、左盖板、右盖板，从六个面将抓取机构组合包围起来，控制器为电机发送指令并控制其转动，控制器盖板位于控制器上方，抓取机构组件主要包括线性导向机构组件、交叉式连杆差动机构组件、及跷跷板差动机构组件。本发明通过一种新型的连杆差动机构实现四个手指的协调运动，能自动适应一定范围的零件形状和位置变化，可用于异状零件抓取。机械手具有结构简单、紧凑、及硬件成本低等优点。此外，机械手易于抓取因表面粗糙度较高而无法使用吸盘进行吸附抓取的板状零件，这是现有机械手很难实现的。

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种基于连杆差动机构的单驱电动自适应机械手。

背景技术

随着“工业4.0”和“中国制造2025”的实施，个性化和定制化成为当今社会的特点，它们极大地变革现有的生产模式和生活方式。为满足个性化的要求，多品种、少批量的定制生产模式和非一致性场景成为生产常态，其中成功的关键在于机械手抓取的通用性和适应性，需要具备更大的柔性和适应性来处理不同形状、大小和材质的零件。自适应机械手为一种特殊的机器人末端执行器，它利用自适应技术来完成不规则零件的抓取，能自动消除零件的位置误差，并能自动适应零件的形状和大小，以及材料的刚柔特性变化。在机器人复杂多变的任务中，机械手抓取的自适应性和灵巧性对机器人应用的成败有着重大影响，目前是制约机器人产业高质量发展的主要问题。

尽管自适应机械手的研究目前已取得很大的进展，但在结构紧凑性、性价比、以及应对复杂环境和多任务场景下的任务需求等方面，它们还不能满足工业要求。现有自适应机械手通常采用多个电机协调驱动多手指运动，容易导致机械手的成本非常昂贵，并且需要考虑多电机的协调控制问题；少数自适应机械手采用单电机驱动，它们通常利用齿轮差动机构或滑轮差动机构协调多指运动。然而，前者容易导致机械手结构笨重庞大，后者结合绳索驱动的方式只能实现较小的抓取力。此外，现有自适应机械手更多注重于手指机构的设计，而对单输入多输出差动机构的研究较少，这是导致目前单驱自适应机械手发展缓慢的主要原因。

在工业应用中，板状零件是一种常见的零件，通常用于各种设备或产品的壳体，经常

需要对其表面进行抛光打磨处理。由于表面待处理的板状零件的表面粗糙度较高，无法使用吸盘进行吸附抓取。现有的自适应机械手又很难抓取这类板状零件的四周，这主要是因为板状零件的厚度较长度和宽度相差很大，不利于机械手的抓取。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于连杆差动机构的单驱电动自适应机械手。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括壳体组件、控制器和抓取机构组件，所述壳体组件包括上盖板、下盖板、前盖板、后盖板、左盖板、右盖板，从六个面将抓取机构组合包围起来，控制器为第一电机发送指令并控制其转动，控制器盖板位于控制器上方，所述抓取机构组件主要包括线性导向机构组件、交叉式连杆差动机构组件、及跷跷板差动机构组件。

进一步，所述线性导向机构组件包括第二电机、基座、齿轮、支撑横梁、直线导轨、滑块、第一齿条、第二齿条和齿轮，第二电机通过基座固定在支撑横梁上，导轨与支撑横梁固连，滑块可在导轨上沿直线方向滑动，第一齿条和第二齿条分别与两侧的滑块连接，齿轮与第二电机转轴连接，通过齿轮与齿条的啮合作用，带动齿条沿导轨滑动，第一横梁与第一齿条通过转动副连接，第二横梁与第二齿条通过转动副连接。