[发明专利]一种可变刚度咽拭子夹持器

说明书

本发明公开一种可变刚度咽拭子夹持器，包括末端夹持部件、传感部件和变刚度部件。末端夹持部件采用丝杆步进电机驱动滑块移动，带动驱动杆转动的方式，由驱动杆带动左部与右部夹持爪实现咽拭子抓取和采样。传感部件安装于末端加持部件与变刚度部件之间，用于测量咽拭子采样操作时和人体的接触力。变刚度部件为由电机驱动移动的弹簧，弹簧与末端加持部件连接，通过改变弹簧末端夹持部件与变刚度部件间的弹簧长度，实现末端加持部件的变刚度。本发明夹持器在夹取拭子时能够根据需要调整末端刚度，在采样时调整到较小的刚度以增加安全性，在夹取移动时通过较大的刚度可增加操作精度和操作力。

技术领域

本发明属于机械设计领域，涉及一种可变刚度咽拭子夹持器。

背景技术

为实现咽拭子的自动采样，操作机械臂末端需要安装有夹持器。传统的刚性夹持器虽然夹持力大、操作精度高，但不满足安全性要求，在采样过程中容易产生危险。而末端具有柔性的夹持器能够在采样人员位置移动时自适应变形，不会对人体造成损伤，具有安全性。但柔性的末端使机械臂在抓取和放下拭子时位置精度低、控制困难。另外，机械臂在抓取拭子时需要拧开存放的瓶盖，刚度较低的结构操作力小，不满足要求。因此，需要设计一种可变刚度的咽拭子夹持器，能够同时满足在采样时的低刚度要求和抓取操作时的高刚度要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种可变刚度咽拭子夹持器，适合进行自动咽拭子采样操作，满足机器人进行自动咽拭子采样时的操作精度、安全性要求。

本发明可变刚度咽拭子夹持器，包括末端夹持部件与变刚度部件。

所述末端加持部件用于对咽拭子的抓取和采样操作，具有左部夹持爪与右部夹持爪，由丝杠电机通过滑块带动驱动杆旋转，驱动左部夹持爪与右部夹持爪末端的夹爪同向或反向移动，实现对物体的抓取和放开。

所述变刚度部件为由电机驱动移动的弹簧，弹簧与末端加持部件连接，通过改变弹簧末端夹持部件与变刚度部件间的弹簧长度，实现末端加持部件的变刚度；当电机驱动末端夹持部件与变刚度部件间的弹簧增加时，使末端夹持机构的整体刚度降低，适合进行采样操作。当电机驱动弹簧末端夹持部件与变刚度部件间的弹簧长度减少时，末端夹持机构刚度增大，适合进行抓放咽拭子操作。

上述末端加持部件与变刚度部件间通过传感部件相连，由传感部件测量咽拭子末端的三轴接触力和三轴接触力矩。

本发明的优点在于：

1、本发明可变刚度咽拭子夹持器具有可变刚度的特性，能够根据需要调整夹持末端的刚度。

2、本发明可变刚度咽拭子夹持器在采样时具有较高的安全性。

附图说明

图1是本发明可变刚度咽拭子夹持器的结构示意图；

图2是本发明可变刚度咽拭子夹持器除去外壳的结构示意图；

图3是本发明可变刚度咽拭子夹持器末端夹持部件示意图。

图中：

1-末端夹持部件 2-传感部件 3-变刚度部件

4-图像传感器 101-夹持部分 102-滑块

103-第一丝杆步进电机 104-驱动杆 105-电机套筒

101a-夹爪 101b-平行连杆 101c-铰接座

101-平行夹爪 102-滑块 103-平行连杆