[发明专利]仿生伸缩包络式目标抓取机器人及其目标抓取执行系统及其末端执行器及其抓取方法

权利要求书

1.仿生伸缩包络式目标抓取末端执行器，其特征在于：包括支撑臂(120)、运动托盘(129)和传动杆(109)，运动托盘(129)设置于支撑臂(120)的内部空腔中，并与传动杆(109)相连，由传动杆(109)驱动其在支撑臂(120)内滑动；支撑臂(120)的前端沿周向环绕设有呈间隔分布的指形夹爪(128)，指形夹爪(128)内设有伸缩滑槽，运动托盘(129)的前端对应设有与该伸缩滑槽对应配合的指形伸缩杆(126)，运动托盘(129)驱动指形伸缩杆(126)的伸缩开合。

2.根据权利要求1所述的仿生伸缩包络式目标抓取末端执行器，其特征在于：运动托盘(129)的前端沿周向间隔设有向支撑臂(120)外部延伸的托盘凸爪(121)，托盘凸爪(121)内设有对应从支撑臂(120)内部向外部方向延伸的凸爪滑槽(122)，指形伸缩杆(126)一端配合嵌入凸爪滑槽(122)内，一端配合嵌入指形夹爪(128)的伸缩滑槽内，伴随运动托盘(129)的滑动，指形伸缩杆(126)在指形夹爪(128)内进行伸缩开合。

3.根据权利要求2所述的仿生伸缩包络式目标抓取末端执行器，其特征在于：指形伸缩杆(126)的一端通过传动连杆(124)配合嵌入在凸爪滑槽(122)内，传动连杆(124)外端部通过连接件(125)与指形伸缩杆(126)连接；传动连杆(124)内端部设有减阻滚轮(123)和连接轴，从而与凸爪滑槽(122)配合运动，传动连杆(124)内端部连接在连接轴上，连接轴两端分别设有减阻滚轮(123)与凸爪滑槽(122)内壁配合滚动。

4.根据权利要求1所述的仿生伸缩包络式目标抓取末端执行器，其特征在于：指形夹爪(128)为沿周向分布，多组指形夹爪(128)端部呈逐渐收拢的弧形过渡结构，内部对应开设为弧形延伸的伸缩滑槽，指形伸缩杆(126)对应设为呈弧形延伸，多组指形伸缩杆(126)端部形成逐渐收拢的结构。

5.根据权利要求1所述的仿生伸缩包络式目标抓取末端执行器，其特征在于：指形夹爪(128)内的伸缩滑槽为贯穿其厚度的贯通槽，且贯通槽的截面内宽外窄，指形伸缩杆(126)对应设为下部较宽顶部较窄，与指形夹爪(128)内的伸缩滑槽紧密配合；指形伸缩杆(126)的端部设有呈扁平状的端扩面(127)，指形夹爪(128)的端部对应也设为相配合的扁平状，指形伸缩杆(126)回缩状态时，端扩面(127)与指形夹爪(128)端部保持平齐。

6.仿生伸缩包络式目标抓取执行系统，其特征在于：包括如权利要求1-5任一项所述的末端执行器，还包括传动箱体(104)和驱动动力，支撑臂(120)设置于传动箱体(104)外部，驱动动力设置于传动箱体(104)内部并用于驱动传动杆(109)的直线往复运动。

7.根据权利要求6所述的仿生伸缩包络式目标抓取执行系统，其特征在于：驱动动力包括驱动电机(105)，驱动电机(105)设置于传动箱体(104)内，且驱动电机(105)的输出端连接有传动齿轮(106)，传动杆(109)通过直线轴承(108)设置于传动箱体(104)内，并一端穿过传动箱体(104)继续延伸至与运动托盘(129)连接，传动杆(109)上设有与传动齿轮(106)相配合的齿条区域，驱动电机(105)驱动传动杆(109)进行直线往复移动。

8.根据权利要求7所述的仿生伸缩包络式目标抓取执行系统，其特征在于：驱动电机(105)的输出端还设有传动舵盘，传动舵盘通过联轴传动法兰(107)和传动光轴，最终与传动齿轮(106)相连，传动齿轮(106)安装在传动光轴上，且传动光轴端部通过减阻轴承安装在传动箱体(104)内；传动箱体(104)外部还设有支架(102)，支架(102)底部通过连接臂法兰(103)与传动箱体(104)相连，支架(102)上方还依次设有补光光源(101)和视觉传感器(100)。

9.仿生伸缩包络式目标抓取机器人，其特征在于：包括如权利要求6-8任一项所述的目标抓取执行系统，该目标抓取执行系统安装于机器人的机械手(200)上。

10.仿生伸缩包络式目标抓取方法，其特征在于：采用如权利要求6-9任一项所述的目标抓取执行系统，逐渐靠近待抓取目标时，指形伸缩杆(126)仍隐藏在指形夹爪(128)内暂不伸出，待对准待抓取目标后，指形伸缩杆(126)再从指形夹爪(128)内向前伸出，并包裹住待抓取目标，将其抓取。