本實用新型涉及機械手的技術領域，特別涉及一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手。

背景技術：

關節(jié)機器人，也稱關節(jié)手臂機器人或關節(jié)機械手臂，是當今工業(yè)領域中最常見的工業(yè)機器人的形態(tài)之一，適合用于諸多工業(yè)領域的機械自動化作業(yè)。對于關節(jié)機器人，關節(jié)是其重要組成部分，實現(xiàn)了機械手臂的相對運動。

在利用機械手臂抓取物體時，末端會設置數(shù)個相互協(xié)調(diào)運動的機械手指，機械手指分別分為數(shù)節(jié)且通過關節(jié)連接。目前，對于抓取不同大小、不同形狀的物體，機械手指的自適應程度還不高。

中國專利申請公開說明書CN104303709A公開一種具有仿生幾何結構特征的蜓爪式末端執(zhí)行器，該機械手由框架式機械平臺、智能控制系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電力輔助系統(tǒng)組成；在機械手接觸果蔬時，通過傳感器的力值反饋調(diào)節(jié)伺服電機的轉動幅度，從而來調(diào)節(jié)爪指內(nèi)部的高強度柔性聚酰胺繩的收緊或舒張，進而實現(xiàn)對不同大小，不同形狀的果蔬進行穩(wěn)定抓取的目的，提高了末端執(zhí)行器即機械手指的自適應能力，但是這種設計的結構以及控制方法都較為復雜，其中間環(huán)節(jié)越多，出現(xiàn)故障和失效的可能性就越大，并且，累計的誤差（包括測量誤差、計算誤差等）也就越大。

技術實現(xiàn)要素：

實用新型的目的：本實用新型公開一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，其結構簡單、成本低，無需復雜的控制系統(tǒng)和計算方法，機械關節(jié)采用純機械結構，將其與機械手指相配合，適用于抓取不同形狀的物體，包括不規(guī)則物體，可以實現(xiàn)雙向抓取，并保持穩(wěn)定的抓取力。

技術方案：為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型公開了一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，包括機械手基座和一組機械手指，其中機械手指為三節(jié)式，且每相鄰兩節(jié)的連接處設有機械關節(jié)，機械手基座上設有控制裝置和位置檢測裝置；所述機械關節(jié)設有打滑機構和驅動裝置，其中驅動裝置、位置檢測裝置均與控制裝置連接。這種設計結構簡單、成本低，無需復雜的控制系統(tǒng)和計算方法，機械關節(jié)采用純機械結構，將其與機械手指相配合，適用于抓取不同形狀的物體，包括不規(guī)則物體，可以實現(xiàn)雙向抓取，并保持穩(wěn)定的抓取力；打滑機構具有打滑保護的功能，不僅可以保護機械關節(jié)的部件不受損壞，更防止抓壞物體。

進一步的，上述一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，所述機械關節(jié)還包括同軸設置的第一轉軸和第二轉軸，套設于第一轉軸上的傳動齒輪，以及設置在第一轉軸和第二轉軸上的第一支架、第二支架，打滑機構包括可相對回轉的第一連接機構和第二連接機構，其中第一連接機構套設在第一轉軸上，第二連接機構套設在第二轉軸上，第一連接機構和第二連接機構之間設有打滑摩擦片；驅動裝置設置在第一支架上并與傳動齒輪相連接。這種設計的機械關節(jié)用于連接外部機械手指，在抓取物體時，驅動裝置驅動機械關節(jié)轉動，由此帶動機械手指抓緊物體；當機械手指收緊物體達到一定程度時，即物體對機械手指的反作用力達到設定值時，打滑機構開始打滑以起到保護作用，同時機械手指停止前進；這樣，不僅可以保護齒輪、馬達等部件不受損壞，更使抓取力保持穩(wěn)定，防止抓壞物體；另外，當物體有所松動，物體對機械手指的反作用力減小、低于設定值時，打滑機構停止打滑，機械手指進一步轉動抓緊物體，以此可以保持穩(wěn)定的抓取力，并適用于不同形狀的物體，包括不規(guī)則物體，使抓取過程安全、可靠；第一連接機構和第二連接機構的相對回轉具有雙向性，既實現(xiàn)正向抓取的打滑保護，又實現(xiàn)反向抓取的打滑保護。

進一步的，上述一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，所述第二連接機構設有中空腔體，打滑摩擦片設置在第二連接機構的中空腔體壁上；第一連接機構一端設置在第二連接機構的中空腔體內(nèi)，其與打滑摩擦片接觸。這種設計結構簡單，實現(xiàn)了打滑保護的功能，若外部作用力對第二連接機構產(chǎn)生的扭矩足夠其克服摩擦力，則第二連接機構相對第一連接機構轉動，實現(xiàn)打滑功能，若外部力減小或消失，則摩擦力使第二連接機構與第一連接機構連結。

進一步的，上述一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，所述第一支架包括第一底板和分別設置在第一底板兩端的兩個第一側板，第二支架包括第二底板和分別設置在第二底板兩端的兩個第二側板；第一轉軸一端分別與第一側板、第二側板相連接，第二轉軸一端分別與另一側的第一側板、第二側板相連接。這種設計結構緊湊并且牢固、穩(wěn)定。

進一步的，上述一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，所述驅動裝置包括馬達，以及與馬達連接的減速齒輪組，其中減速齒輪組與傳動齒輪相連接，馬達固定安裝在第一支架上。這種設計馬達直接安裝在第一支架上，可以減少部品數(shù)量，節(jié)約生產(chǎn)成本。

進一步的，上述一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，所述第二連接機構的中空腔體壁上設有安裝打滑摩擦片用的凹槽。這種設計可以起到固定打滑摩擦片的作用，防止打滑摩擦片在摩擦力作用下發(fā)生變形、移位甚至脫落的狀況。

進一步的，上述一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，所述機械手指上設有橡膠套，且橡膠套表面設有防滑紋。這種設計既保護了機械手指，也保護了被抓物體，防止機械手指和物體間的碰傷；防滑紋的設計提高了機械手指和物體間的摩擦力，降低物體滑落的可能，使抓取物體更可靠。

進一步的，上述一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，所述機械手指端部設有指端摩擦片。這種設計大大提高機械手指和物體間的摩擦力，防止物體滑落，可以抓取較重的物體。

進一步的，上述一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，所述馬達為步進電機或伺服電機。

上述技術方案可以看出，本實用新型具有如下有益效果：本實用新型所述的一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，其結構簡單、成本低，無需復雜的控制系統(tǒng)和計算方法，機械關節(jié)采用純機械結構，將其與機械手指相配合，適用于抓取不同形狀的物體，包括不規(guī)則物體，可以實現(xiàn)雙向抓取并保持穩(wěn)定的抓取力；可以保護齒輪、馬達等部件不受損壞，更防止抓壞物體；既實現(xiàn)正向抓取的打滑保護，又實現(xiàn)反向抓取的打滑保護；保護機械手指和被抓物體、防碰傷；正常工作時的連軸可靠性高，打滑摩擦片安裝穩(wěn)定；大大提高機械手指和物體間的摩擦力，防止物體滑落，可以抓取較重的物體。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手的結構示意圖；

圖2為本實用新型所述的一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手的機械關節(jié)的結構示意圖；

圖中：1-機械手基座，2-機械手指，3-機械關節(jié)，31-第一轉軸，32-第二轉軸，33-傳動齒輪，34-第一支架，341-第一底板，342-第一側板，35-第二支架，351-第二底板，352-第二側板，36-打滑機構，361-第一連接機構，362-第二連接機構，363-摩擦片，37-驅動裝置，371-馬達，372-減速齒輪組，4-橡膠套，5-指端摩擦片。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型具體實施方式進行詳細的描述。

實施例

本實用新型的一種帶有打滑機構的自適應抓取機械手，如圖1和圖2所示，包括機械手基座1和一組機械手指2，一組機械手指2的數(shù)量為3~5個，機械手指2為三節(jié)式，且每相鄰兩節(jié)的連接處設有機械關節(jié)3，機械手指2上設有橡膠套4；橡膠套4表面設有防滑紋；機械手指2端部設有摩擦片5；機械手基座1上設有控制裝置和位置檢測裝置；所述機械關節(jié)3包括同軸設置的第一轉軸31和第二轉軸32，套設于第一轉軸31上的傳動齒輪33，設置在第一轉軸31和第二轉軸32上的第一支架34、第二支架35，以及打滑機構36和驅動裝置37，其中驅動裝置37、位置檢測裝置均與控制裝置連接；打滑機構36包括可相對回轉的第一連接機構361和第二連接機構362，其中第一連接機構361套設在第一轉軸31上，第二連接機構362套設在第二轉軸32上，第一連接機構361和第二連接機構362之間設有摩擦片363；第二連接機構362設有中空腔體，摩擦片363設置在第二連接機構362的中空腔體壁上；第一連接機構361一端設置在第二連接機構362的中空腔體內(nèi)，其與摩擦片363接觸；第二連接機構362的中空腔體壁上設有安裝摩擦片363用的凹槽，凹槽呈環(huán)形陣列狀分布在中空腔體壁一周，其中可以選擇性的安裝入摩擦片363，通過增減摩擦片363數(shù)量來調(diào)整摩擦力大小，摩擦片363呈環(huán)形陣列狀分布。

第一支架34、第二支架35分別與機械手指2上相鄰的兩節(jié)固定連接，第一支架34包括第一底板341和分別設置在第一底板341兩端的兩個第一側板342，第二支架35包括第二底板351和分別設置在第二底板351兩端的兩個第二側板352；第一轉軸31一端分別與第一側板342、第二側板352相連接，第二轉軸32一端分別與另一側的第一側板342、第二側板352相連接；第一支架34上設有驅動裝置37，驅動裝置37包括馬達371，以及與馬達371連接的減速齒輪組372，其中減速齒輪組372與傳動齒輪33相連接，馬達371固定安裝在第一支架34上。

傳動齒輪33與第一轉軸31固定連接，第一連接機構361與第一轉軸31固定連接，第二連接機構362與第二轉軸32固定連接，第一側板342與第一轉軸31轉動連接且設有軸承，與第二轉軸32轉動連接且設有軸承；第二側板352與第一轉軸31轉動連接且設有軸承，與第二轉軸32固定連接。

機械關節(jié)用于連接機械手指2上相鄰的兩節(jié)，工作原理如下：在抓取物體時，驅動裝置驅動傳動齒輪33、第一轉軸31和第一連接機構361轉動，正常抓取時，在摩擦力作用下，第一連接機構361帶動第二連接機構362、第二轉軸32和第二支架35轉動，即帶動機械手指抓取物體并逐漸收緊物體，此時機械手指對物體會產(chǎn)生抓緊力，相應的，物體對機械手指會產(chǎn)生反作用力，在收緊過程中抓緊力與反作用力逐漸增大，當反作用力對第二連接機構362產(chǎn)生的扭矩足夠其克服摩擦力，則第二連接機構362相對第一連接機構361轉動，實現(xiàn)打滑，此時機械手指停止前進；如果機械手進行短途搬運，為了結構和控制的簡單，馬達371可以持續(xù)運轉，打滑機構336持續(xù)打滑；當物體有所松動，物體對機械手指的反作用力減小、低于設定值時，打滑機構36停止打滑，第一連接機構361帶動第二連接機構362、第二轉軸32和第二支架35繼續(xù)轉動，機械手指進一步收緊物體，以此避免物體在抓取過程中因位置變動導致的松動和脫落，尤其適合不規(guī)則物體的抓取，并且抓取力可以保持穩(wěn)定，抓取力可以通過摩擦片363的摩擦參數(shù)、大小和數(shù)量來計算與設計。當機械手伸入空心物體的腔體抓取物體時，只需先合攏機械手指，伸入腔體內(nèi)之后再反向展開機械手指（馬達371反轉），其基本原理同上。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本實用新型的保護范圍。