[发明专利]一种柔性机械手爪及其工作方法

权利要求书

1.一种柔性机械手爪，其特征在于：包括主框架、横移模块、纵移模块、锁止模块、扭簧模块、手指模块、传感器模块；

所述主框架与机械臂连接，所述横移模块安装在所述主框架上，所述横移模块采用齿轮、齿条、滑块配合的结构，使连接于滑块上的纵移模块能够水平移动；

所述纵移模块包括主动轮、从动轮以及丝杆配合的结构，实现手指模块的纵向移动，所述纵移模块、横移模块实现了鳍形手指模块的二维移动；

所述手指模块通过滑块装置连接于所述纵移模块从动轮上，与所述纵移模块通过柔性套索（20）实现传动；

所述锁止模块与所述扭簧模块相连，所述扭簧模块连接在鳍形手指模块上，用于固定手指模块的方向；

所述传感器模块包括双目视觉传感器（5），双目视觉传感器嵌于主框架前侧，用于识别目标的位置。

2.根据权利要求1所述的一种柔性机械手爪，其特征在于：

所述鳍形手指模块为鳍形手指模块，包括若干个硅胶结构（33）、若干个刚性夹板（34），手指固定块（35）、手指滑块（36）、手指导轨（38），其中，所述手指滑块（36）嵌于双向扭簧（31）内，所述手指滑块（36）与纵移模块通过柔性套索（20）连接；所述手指固定块（35）与所述手指滑块（36）相连；

所述外侧硅胶结构（33）内部空心部分与刚性夹板（34）嵌套连接，形成一个鳍形手指，所述鳍形手指模块包含至少4个鳍形手指，每个鳍形手指固定于所述手指固定块（35）上。

3.根据权利要求1所述的一种柔性机械手爪，其特征在于：

所述横移模块包括横移步进电机（6）、横移电机输出轴（7）、齿轮（8）、上下成对设置的齿条（9）、齿条连接的滑块（10）、壳体导轨（11）、滑块滑动的滑块导轨（12），横移步进电机（6）内嵌于主框架上；其中，

所述横移电机输出轴（7）的端部通过方孔与齿轮（8）连接，齿轮（8）通过啮合关系与上下两个齿条（9）连接，每一根齿条（9）通过螺栓与滑块导轨（12）一端连接；

所述滑块（10）通过齿条（9）在滑块导轨（12）内滑动，滑块导轨（12）另一端通过螺栓与滑块（10）连接，上下两个滑块导轨（12）通过燕尾槽形状结构与上下两个壳体导轨（11）连接。

4.根据权利要求3所述的一种柔性机械手爪，其特征在于：

所述纵移模块包括纵移步进电机（17）、纵移电机输出轴（19）、主动轮（18）、套索（20）、从动轮（15）、主动锥齿轮（14）、左右成对设置的主动锥齿轮轴（16）、从动锥齿轮丝杆（13），所述纵移步进电机（17）嵌于主框架上；其中，

所述纵移电机输出轴（19）通过圆孔与主动轮（18）连接，主动轮（18）与套索（20）一端连接，套索（20）另一端与嵌于所述滑块（10）内部的从动轮（15）连接，所述从动轮（15）通过方孔与主动锥齿轮轴（16）连接；所述主动锥齿轮轴（16）连接主动锥齿轮（14），主动锥齿轮（14）通过齿轮啮合与上下两根从动锥齿轮丝杆（13）连接，从动锥齿轮丝杆（13）通过丝杆的螺纹与鳍型手指模块的手指导轨（38）连接。

5.根据权利要求3所述的一种柔性机械手爪，其特征在于：

所述锁止模块包括锁止步进电机（21）、虎克铰（22）、花键轴（24）、花键轴套（23），锁紧螺栓（25）、锁紧轴套（26），锁止步进电机（21）嵌于主框架上；其中，

所述锁止步进电机（21）双输出轴两侧各连接上侧虎克铰一端，上侧虎克铰另一端连接花键轴（24）和花键轴套（23），花键轴套（23）与花键轴（24）配合并与下侧虎克铰一端连接，下侧虎克铰另一端通过过盈配合与锁紧螺栓（25）连接，锁紧螺栓通过螺纹与锁紧轴套（26）连接，锁紧轴套（26）与扭簧连接模块连接。

6.根据权利要求3所述的一种柔性机械手爪，其特征在于：

所述扭簧模块包括双向扭簧（31）、涡卷扭簧（32），所述双向扭簧（31）内圈与手指滑块（36）嵌套，外圈与手指固定块（35）嵌套，涡卷扭簧（32）外圈嵌于滑块（10）中，内圈中间孔与主动锥齿轮轴（16）过盈配合，内圈通过螺栓与手指导轨（38）连接。