本發(fā)明涉及一種機(jī)器人抓取組件,屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,機(jī)械手的傳動(dòng)方式主要有腱傳動(dòng)(鋼絲繩、繩索等)和連桿傳動(dòng)。
腱一般具有很高的抗拉強(qiáng)度和很輕的重量,容易實(shí)現(xiàn)多自由度和遠(yuǎn)距離動(dòng)力傳輸,節(jié)省空間和成本,是一種零回差的柔順傳動(dòng)方式。但是,腱本身的剛度有限,影響位置精度;控制時(shí)需要一定的預(yù)緊力,容易產(chǎn)生摩擦;腱的布局容易產(chǎn)生力矩和運(yùn)動(dòng)的耦合。這些因素都增加了手爪抓取控制的難度和復(fù)雜性。
另外一類是采用連桿的傳動(dòng)方式。其特點(diǎn)是采用平面連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng),優(yōu)點(diǎn)是剛度好、出力大、負(fù)載能力強(qiáng)、加工制造容易、易獲得較高的精度,構(gòu)件之間的接觸可以依靠幾何封閉來(lái)實(shí)現(xiàn),能夠較好實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)的軌跡的要求,但是設(shè)計(jì)復(fù)雜。
還有另外一種機(jī)械傳動(dòng)方式,機(jī)械傳動(dòng)是手爪驅(qū)動(dòng)器通過(guò)螺紋將旋轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng),拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和手指之間的彈簧來(lái)驅(qū)動(dòng)手指產(chǎn)生動(dòng)作,但這種傳動(dòng)方式的缺點(diǎn)是手指的閉合時(shí)間較長(zhǎng),手指的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,容易出現(xiàn)故障。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:簡(jiǎn)化機(jī)器人抓取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),提高穩(wěn)定性和耐用度。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明公開了一種機(jī)器人抓取組件,抓取組件至少包括蝸桿、第一蝸輪、第一手爪和第二手爪,第一手爪固定于第一蝸輪,蝸桿與第一蝸輪嚙合;當(dāng)蝸桿向第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第一蝸輪繞著蝸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng),使第一手爪靠近第二手爪;當(dāng)蝸桿向第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)蝸輪繞著蝸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng),第一手爪遠(yuǎn)離第二手爪。
進(jìn)一步地,抓取組件還包括第二蝸輪、第三蝸輪和第三手爪、第四蝸輪和第四手爪,第二手爪固定于第二蝸輪的軸心,第三手爪固定于第三蝸輪的軸心,第四手爪固定于第四蝸輪的軸心,第一蝸輪、第二蝸輪、第三蝸輪、第四蝸輪呈90°等分排布且同時(shí)與蝸桿嚙合;當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),第一手爪、第二手爪、第三手爪、第四手爪同時(shí)相互靠近或相互遠(yuǎn)離。
進(jìn)一步地,第一蝸輪、第二蝸輪、第三蝸輪和第四蝸輪為相等直徑的圓盤狀蝸輪。
進(jìn)一步地,蝸桿的長(zhǎng)度大于蝸輪的外圓周長(zhǎng),能夠使抓取組件實(shí)現(xiàn)在第一抓取位置和第二抓取位置的抓取操作。
進(jìn)一步地,第一手爪、第二手爪、第三手爪和第四手爪均是兩段式手爪,兩段式手爪的第一段和第二段通過(guò)鎖止鉸鏈連接。
進(jìn)一步地,鎖止鉸鏈具有第一鎖止位和第二鎖止位,第一鎖止位使手爪適合第一抓取位置的使用,第二鎖止位使手爪適合第二抓取位置的使用。
進(jìn)一步地,兩段式手抓的第二段具有第一接觸面和第二接觸面,第一接觸面和第二接觸面均帶有增加摩擦力的設(shè)計(jì)。
進(jìn)一步地,增加摩擦力的設(shè)計(jì)是將第一摩擦面和第二摩擦面制成粗糙面。
或者,增加摩擦力的設(shè)計(jì)是指在第二段的端部套上橡膠套或硅膠套。
本發(fā)明的有益效果:取消了鋼絲線,以可靠的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)作為動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu),沒有鋼絲線易斷的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)抓取力較大。利用蝸輪蝸桿的自鎖功能,也能提高手爪抓物的穩(wěn)定性。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明,以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的機(jī)器人抓取組件張開狀態(tài)的示意圖;
圖2是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的機(jī)器人抓取組件抓取狀態(tài)的示意圖;
圖3是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的機(jī)器人抓取組件的手爪的局部示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。需說(shuō)明的是,本發(fā)明附圖均采用簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例,僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
本發(fā)明的機(jī)器人抓取組件如圖1和圖2所示,圖1是抓取組件的張開狀態(tài),圖2是抓取組件的工作狀態(tài)。機(jī)器人抓取組件包括一個(gè)蝸桿1、四個(gè)蝸輪2、四個(gè)手爪3,每個(gè)手爪3末端固定在蝸輪2的軸心處。四個(gè)蝸輪2均為圓盤狀蝸輪,蝸輪2邊緣設(shè)有蝸齒。四個(gè)蝸輪2呈90°等分排布,且同時(shí)與蝸桿1的蝸齒嚙合。
蝸桿1的長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)成大于蝸輪2的外圓周長(zhǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)抓取組件在兩個(gè)不同位置的抓取操作,這兩個(gè)不同位置分別靠近蝸桿1的兩個(gè)端部。為了配合這種兩個(gè)不同位置的抓取,四個(gè)手爪3均設(shè)計(jì)成兩段式手爪,兩段式手爪的第一段31和第二段32通過(guò)鎖止鉸鏈33連接,如圖3所示。鎖止鉸鏈33具有第一鎖止位和第二鎖止位,第一鎖止位和第二鎖止位相隔一個(gè)固定的角度,優(yōu)選角度為60°。第一段31和第二段32也可以采用除鎖止鉸鏈之外的其他固定方式。兩段式手抓的第二段32具有第一接觸面34和第二接觸面35,第一接觸面34和第二接觸面35均帶有增加摩擦力的設(shè)計(jì)。例如,將這兩個(gè)接觸面制成粗糙面,或者在第二段32的端部套上橡膠套或硅膠套以增加摩擦力。
本發(fā)明的工作流程:
通過(guò)蝸桿1帶動(dòng)四個(gè)蝸輪2,蝸輪2上連接手爪3,當(dāng)蝸桿1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(例如逆時(shí)針),帶動(dòng)四個(gè)蝸輪2繞各自軸心一起同向轉(zhuǎn)動(dòng),繼而帶動(dòng)四個(gè)手爪3張開,手爪3靠近被抓取物件時(shí),蝸桿1再反方向轉(zhuǎn)動(dòng)(順時(shí)針),四個(gè)手爪3逐漸靠近,將物件抓住。利用蝸輪2與蝸桿1的自鎖功能,也能提高手爪3抓物的穩(wěn)定性。
上述將蝸桿1轉(zhuǎn)動(dòng)使四個(gè)手爪3張開以后,蝸桿1繼續(xù)沿原方向(逆時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng),四個(gè)手爪3繞著各自蝸輪軸心轉(zhuǎn)過(guò)近180°并相互靠近,可實(shí)現(xiàn)另一個(gè)位置的抓取操作。在此之前,需將手爪3的第二段32從第一鎖止位切換至第二鎖止位,以便第二段32的末端抓住物件。接觸面上的粗糙設(shè)計(jì)或橡膠套(或硅膠套)彈性摩擦面可以增加摩擦力,使手爪3抓物更牢固。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此,凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案,皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。