[实用新型]一种基于软钢带与环面蜗杆的半柔性多指机械手

说明书

一种基于软钢带与环面蜗杆的半柔性多指机械手，包括：支架单元，包括主支架和侧支架，用于安装抓取单元；抓取单元，设置于支架单元外侧，包括多套单指驱动机构和角度旋转机构，其中一套单指驱动机构的上端铰接于主支架的安装区；所述角度旋转机构安装于侧支架的连接端处，其转动端各铰接一套单指驱动机构，使得单指驱动机构围设于支架单元的外侧；所述单指驱动机构的抓取部相互靠拢或分离以抓取或放开物体；机械手吊装单元，设置于支架单元的上方，上端与机械臂相连，下端连接支架单元；以及控制单元，包括控制器和控制开关。本实用新型的有益效果是：适应多种形状的目标物，实现柔性夹取和稳定搬运；具有自锁功能。

技术领域

本实用新型属于工业机器人领域，涉及一种基于软钢带与环面蜗杆的半柔性多指机械手。

背景技术

机械手是一种模仿人的手指动作，用机械驱动来实现对目标物的抓取、搬等动作，通过编程完成各种预期工作。其在结构和性能上兼顾机械强度和人手指灵活的优点。

现有的机械手分为专用型机械手和通用型机械手：专用型机械手的手指是专门根据目标物形状而设计的，能较好地配合目标物的形状特征进行稳定抓取和搬运；通用型机械手大多设计有三指，五指，常以一定角度排布，实现对目标物的包覆式抓取和搬运。

传统机械手是利用机械驱动的夹紧力夹持目标物，但由于目标物的形状各异，往往与机械手的接触方式不是理想的曲面接触或者平面接触，而多是点接触或者线接触，这使得机械手手指对目标夹持的效果很差，不利于搬运。

公开号为CN108436957A的中国专利文献介绍了一种具有形状自适应的三指欠驱动机械手。公开了具有形状自适应的三指欠驱动机械手的组成结构，属于工业机器人技术领域，旨在提供一种机械手的技术方案，以蜗轮蜗杆驱动抓取结构的第一指骨实现旋转，以压缩弹簧和推杆驱动欠驱动手指旋转贴合目标物的表面，并且在压缩弹簧的弹性范围内实现欠驱动手指的表面与目标物的表面发生适当滑移，被动地调整第二指骨，使得目标物过渡至更可靠，更稳定的受力状态，以此实现稳定抓取和搬运。

其技术方案要点是包括：

1)设计有第一、第二、第三，三处结构完全相同的欠驱动手指；三处手指的安装位置在底座上是依次以120°相隔，均匀分布；

2)每处手指包括驱动电机，蜗杆蜗杆，第一、第二指骨，依次用销轴构成以销轴为转动中心的转动连接，以蜗轮蜗杆为传动形式将驱动电机输出作用于第一指骨，驱动第一指骨绕第一销轴转动；

3)第二指骨上设计有第一、第二接触面来与目标物表面接触；

4)第二指骨下侧安装有压缩弹簧和推杆模块，以此使得第二指骨的第一、第二接触面能被动地与目标物表面发生滑移，使得机械手整体被动自适应物体的形状，使得接触面与目标物表面充分接触，达到受力均匀和稳定抓取的设计目的。

但是，上述文献公开的技术方案存在以下问题：

1)三处手指的安装位置在底座上是依次以120°相隔，均匀分布，而每一处手指的指骨转动范围都是处于一个竖直面内，使得抓取目标物的形状受到限制。在各类基本几何形体中，十分明显地，该机械手不适合用于抓取圆柱状目标物(例如管道)。

2)在仅有一处手指稳定接触目标物表面或者接触方式为点、线接触时，抓取效果不理想；

3)虽然在第二指骨的结构上增加了压缩弹簧和推杆的配合，使得接触贴合效果得到一定改善，但是本质上第二指骨的第一接触面，第二接触面都是刚性面，与目标物表面仍然是不理想的小面积接触；

4)在点、线、小面积接触状态下，由于第二指骨和指端都是欠驱动的机械结构，要实现稳定抓取，第一指骨上需要施加较大的力，这样既是导致对目标物产生破坏性损伤的可能性，又对第一指骨的材料和结构强度提出了高的要求，导致制造加工成本上升；

实用新型内容