[发明专利]正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手

说明书

一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，包括驱动装置、凸轮机构和平行四边形机构，凸轮机构驱动两个手指的夹持、拉弹簧或凸轮机构使手指松开；平行四边形机构包括U型指尖、板状连杆、偏位杠杆和双铰链座，双铰链座固定设置，双铰链座与U型指尖之间通过平行的板状连杆和偏位杠杆铰接；凸轮机构包括一个或间隔同轴安装的多个凸轮或共轭凸轮，凸轮的转动带动偏位杠杆发生转动，偏位杠杆的转动带动U型指尖的平移与夹持动作。采用电机驱动凸轮机构正反转，从而借助于连杆机构，实现二指平动式抓持物体，结构简单，控制方便。电机配套减速器减速且增大转矩，以较小凸轮尺寸和连杆机构尺寸，获取较大抓取范围，既轻量化又操作敏捷。

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其是一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手。

背景技术

机械手是装在机器人本体末端的执行器，又称为末端抓持器。目前常用机械手是转动夹钳式机械手，其是通过齿轮转动驱动两个手指转动，指尖在相互靠近时，就会夹持到待抓取物上。此时与待抓取物的接触点仅两处，夹持力也仅作用在该两处接触点上，分布极为不均匀。这种机械手也通常不具备夹持力度反馈能力，或者需要通过安装复杂的传感器才能够获得这种反馈能力。如果待抓取物较重，或夹持力度过大，极容易损坏待抓取物；如果夹持力过小，则无法夹起待抓取物，给使用者带来了不便。

通过气缸或电机驱动，连杆机构传动，使两个夹板平行移动夹持，对于较大的待抓取物，则需要较大的行程，侵占了待抓取物周围的空间，而且机构尺寸和重量也较大。

共轭凸轮由固定在同一轴上的主、回两凸轮组成，它们分别控制从动杆件往返两个行程，以保持凸轮与从动件之间的锁合。共轭凸轮机构中的主、回凸轮是相对而言的，通常把完成主要工艺动作的那个凸轮称为主凸轮，而另一个称为回凸轮。共轭凸轮机构是一种“形封闭”的凸轮机构，不需要复位弹簧来保持从动件与凸轮间的始终接触，从动件双向移动或摆动均为主动驱动且运动精度高，在理论上没有共振，比通常的“力封闭”凸轮机构的运转速度更高。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，从而实现二指平动式夹持物体，精确控制二指初始间距、最终间距、抓取力度，行动敏捷，通用性强。

本发明所采用的技术方案如下：

一种正反转凸轮或共轭凸轮驱动的二指平动式机械手，包括驱动装置、凸轮机构和平行四边形机构，凸轮机构驱动两个手指的夹持，拉弹簧或凸轮机构使手指松开；平行四边形机构包括U型指尖、板状连杆、偏位杠杆和双铰链座，双铰链座固定设置，双铰链座与U型指尖之间通过平行的板状连杆和偏位杠杆铰接，凸轮机构包括一个或间隔同轴安装的多个凸轮，凸轮的转动带动偏位杠杆发生转动，偏位杠杆的转动带动U型指尖的相向平移与夹持动作。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述凸轮机构采用普通凸轮机构或者共轭凸轮机构。

普通凸轮机构中的凸轮采用单升程凸轮或双升程凸轮。

所述单升程凸轮为大转角凸轮，转角大于180度、小于360度。

所述双升程凸轮具有两个升程曲线，双升程凸轮的转角大于90度、小于180度。

共轭凸轮机构中的凸轮采用一个双升程凸轮和两个单升程小转角复位凸轮组成三体共轭凸轮，双升程凸轮和单升程小转角复位凸轮的转角相等。

共轭凸轮机构中的凸轮采用两个单升程凸轮和两个单升程回位凸轮组成两个二体共轭凸轮，单升程凸轮和单升程回位凸轮的转角相等。

还包括手掌部与手指部，所述手掌部主要包括拉弹簧、单升程凸轮、菱形带座轴承、底座、装配盘、安装板、电机减速器一体机、台阶轴一、套筒和联轴器；手指部主要包括U型指尖、板状连杆、偏位杠杆、双铰链座、台阶短销、长销和台阶耐磨套，