[发明专利]一种可变刚度的夹取装置及工业机器人有效

专利信息
申请号: 202110493077.7 申请日: 2021-05-07
公开(公告)号: CN112894868B 公开(公告)日: 2021-07-16
发明(设计)人: 熊次远;杨桂林;张驰;方灶军;廉宏远 申请(专利权)人: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
主分类号: B25J15/02 分类号: B25J15/02;B25J15/08
代理公司: 南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32256 代理人: 王锋
地址: 315201 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 可变 刚度 装置 工业 机器人
【权利要求书】:

1.一种可变刚度的夹取装置,其特征在于,所述装置包括移动模块、变刚度模块、第二导向机构和两个夹指,所述移动模块包括开合驱动机构和与开合驱动机构相连的两个滑动座,所述两个滑动座分别与两个夹指相连,所述两个滑动座在开合驱动机构的驱动下向相互靠近或相互远离的方向移动,移动的同时带动两个夹指进行开合运动;

所述变刚度模块包括变刚度驱动机构和与变刚度驱动机构相连的两组变刚度组件,每组变刚度组件的两端分别与对应的滑动座和夹指相连,且在变刚度驱动机构的驱动下实现夹指的变刚度运动;

每个滑动座还固定连接至少两个侧向支撑板,所述两个侧向支撑板分别位于夹指在非夹持方向的两侧;

每个所述夹指在非夹持方向的两侧还各设一与所述侧向支撑板配合的所述第二导向机构,所述夹指在变刚度运动时通过所述第二导向机构和侧向支撑板的组合作用,限制夹指在非夹持方向的刚度变化;

所述第二导向机构包括至少两个导向块,所述两个导向块分别固定于夹指在非夹持方向的两侧上端面上,且每一导向块滑动设置于对应的侧向支撑板上,使所述夹指在处于柔性状态时能通过导向块在侧向支撑板上进行二维的滑动;

所述导向块采用聚四氟乙烯类具有低摩擦系数的材料制成;

所述变刚度驱动机构包括变刚度驱动电机、第二同步带组件、花键轴和两组齿轮组件,所述第二同步带组件与变刚度驱动电机相连,所述花键轴与第二同步带组件相连,每组齿轮组件包括多个斜齿轮,至少一个斜齿轮设置在花键轴上并与齿轮组件的其他斜齿轮中的任意一个斜齿轮啮合传动,从而使花键轴与对应的变刚度组件相连,所述第二同步带组件在变刚度驱动电机的驱动下带动花键轴转动,所述花键轴的转动带动两组齿轮组件转动,从而驱动与两组齿轮组件相连的变刚度组件作变刚度运动;

每组所述变刚度组件包括四根柔性轴,每根柔性轴的两端分别与对应的滑动座和夹指转动连接,且每根柔性轴与齿轮组件中的一个斜齿轮相连,四根柔性轴及滑动座、夹指构成平行四边形机构;

所述斜齿轮均为45°斜齿轮。

2.根据权利要求1所述的一种可变刚度的夹取装置,其特征在于,所述移动模块还包括第一导向机构,两个滑动座通过所述第一导向机构沿夹持方向做相互靠近或远离滑动。

3.根据权利要求1所述的一种可变刚度的夹取装置,其特征在于,所述开合驱动机构包括开合驱动电机、第一同步带组件、正反滚珠丝杆、左旋滚珠螺母、右旋滚珠螺母,所述第一同步带组件与开合驱动电机相连,所述正反滚珠丝杆与第一同步带组件相连,所述左旋滚珠螺母、右旋滚珠螺母设置在正反滚珠丝杆上,且分别与两个滑动座固定连接,所述第一同步带组件在开合驱动电机的驱动下带动正反滚珠丝杆转动,所述正反滚珠丝杆的转动带动左旋滚珠螺母、右旋滚珠螺母作相互靠近或相互远离的移动,从而带动两个滑动座向相互靠近或相互远离的方向移动。

4.根据权利要求2所述的一种可变刚度的夹取装置,其特征在于,所述第一导向机构包括多个沿夹持方向延伸的直线滑轨以及滑动设置在直线滑轨上的两个滑块,所述两个滑块分别与两个滑动座固定相连。

5.一种工业机器人,其特征在于,包括机械臂和权利要求1~4任意一项所述的可变刚度的夹取装置,所述夹取装置与机械臂的末端连接。

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