一种机器人的螺旋传动手部机构及夹持方法技术

一种机器人的螺旋传动手部机构及夹持方法，属于机器人手部机构及夹持方法。该手部机构有两个手指，所述的螺杆有左、右两段螺纹，分别与两个手指构成两个螺旋副，且两螺旋副均对应为螺杆转动、两个手指同时分别移动；两螺旋副的螺纹即螺杆的两段螺纹旋向相反，螺距相等；两个手指的相对位置由被夹持物体的尺寸确定，螺杆两段螺纹均采用标准化的单头螺纹，螺杆两端轴颈与支承相配合；物体夹持方法：螺杆两段螺纹旋向分别为右旋及左旋，两个手指在运动过程中总是反向移动即相向或向背移动而实现夹紧或松开。优点：手部机构结构较简单、紧凑，夹持方便、可靠，通用性好，夹持不同尺寸的物体时无夹持误差。螺杆左、右旋向两段螺纹，螺旋机构自锁性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种机器人手部机构及夹持方法，特别是一种机器人的螺旋传动手部 机构及夹持方法。
技术介绍
机器人在各行各业应用越来越广泛，它是一种开式链多自由度机构。机器人的机 械机构组成有：手部、腕部、臂部及机身等，其中机器人手部是机器人实行作业的重要组成 部分，它是机器人的末端执行器。机器人手部主要有夹持类手部、吸附类手部及仿人类手 部，夹错式手部是其中比较常用的一种夹持类手部，其功能是实现对物体的夹持。夹错式手 部根据夹持运动方式又分为回转型和平移型手部。对于工业机器人，一般有很高的定位精 度要求。为了拓宽机器人的应用范围，机器人夹错式手部一般用于夹持一定尺寸范围内的 物体或对象，运样，在夹持过程中有可能会产生夹持误差，而运一误差直接影响机器人的定 位精度。 夹错式手部一般由手指、传动机构、驱动装置等组成。一般情况下，机器人的手部 有两个手指，特殊情况时手部有Ξ个或多个手指，例如五指灵巧手，它们的结构形式主要取 决于被夹持对象的形状及特性。 传动机构的作用是向手指传递运动和动力W实现夹紧及松开动作。传动机构有多 种形式，手指连同传动机构一般由杠杆与斜模、滑槽、连杆等机构组成复合式机构，也就是 说，机器人手部的组成主要表现为复合式机构，即手部机构。 阳〇化]对于机器人夹错式回转型手部机构设计，不仅要考虑组成机构简单、体积小，合适 的夹紧力及驱动力等，而且还要考虑手部机构在夹持过程中满足一定的定位精度。回转型 手部机构在夹持不同尺寸的对象时会产生夹持误差。 提高回转型手部机构夹持精度的一种有效方法是对应手部在结构实现上可调或 手部可更换，此时，可能需要配置具有快速装卸功能的换接器，其换接器由两部分组成，即 换接器插座和换接器插头，它们分别安装在腕部和末端执行器上，但对应的手部在结构上 就变得很复杂。 夹错式回转型手部机构通过传动机构传动手指转动而实现对物体的夹紧或松开。 其主要缺点：夹持不同尺寸物体的过程中存在夹持误差，所需驱动力较大。 夹错式平移型手部机构是通过手指的指面作直线往复运动或平面移动来实现手 指的张开或闭合动作的。平移型手部机构的形式不是很多。其缺点：结构较复杂，所需驱动 力很大，一般需配置液压系统，成本较高，其应用有局限性。 总之，尽管机器人回转型手部机构较简单，但夹持不同尺寸的对象时会产生夹持 误差。而平移型手部机构通常用于夹持具有平行平面的对象，几种较常见的平移型手部在 通用性上不是很好，其结构比较复杂，尤其是直线平移型的手部结构更复杂。两类手部结构 实现上一般需配置液压驱动系统，成本较高，且所需驱动力较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供，解决回转型 手部机构存在夹持误差W及平移型手部机构复杂的问题，并解决运两类手部结构需配置液 压驱动系统，成本较高，且所需驱动力较大的问题。 本专利技术的目的是运样实现的：该手部机构有两个手指，所述的螺杆有左、右两段 螺纹，分别与两手指构成两个螺旋副，且两螺旋副均对应为螺杆转动，两个手指同时分别移 动；两螺旋副的螺纹即螺杆的两段螺纹旋向相反，螺距相等；两个手指的相对位置由被夹 持物体的尺寸确定，螺杆两段螺纹均采用标准化的单头螺纹，螺杆两端轴颈与支承相配合。 所述的螺杆为两段螺纹旋向相反、螺距相等的螺杆。 物体夹持方法：螺杆两段螺纹旋向分别为右旋及左旋，两个手指在运动过程中总 是反向移动而实现夹紧或松开；当实现松开时，螺杆反转，通过两个螺旋副传动，两个手指 分别向螺杆两端反向移动而张开手指；当需要夹持物体时，螺杆正转，通过左、右两个螺旋 副传动，两个手指相向移动而夹持物体；设螺杆两段螺纹螺距均为t，当螺杆转动Θ角时， 手部机构两手指总的平移距离为 式中：Θ-螺杆转角；t一一螺杆两段螺纹的螺距； 1一一两手指总的平移距离。 有益效果，由于采用了上述方案，当螺杆朝一方向正转时，若第一手指和第二手指 相向移动夹紧物体，则当螺杆朝另一方向反转时，第一手指向螺杆左端移动，而第二手指朝 螺杆右端反向移动致使松开物体。该螺旋传动手部机构及夹持方法很好地解决了目前现有 的夹错式手部机构存在的问题，避免了上述两类夹错式手部机构的缺点。 解决了两类手部结构需配置液压驱动系统，成本较高，且所需驱动力较大的问题， 达到了本专利技术的目的。 优点：手部机构对应的结构较简单、紧凑，夹持方便、可靠，通用性好，夹持不同尺 寸的物体时无夹持误差。螺杆左、右旋向两段螺纹按标准化设计，合理地设计螺旋传动的参 数，使得螺旋机构自锁性好。手部机构夹持力和夹紧行程都比较大。【附图说明】： 图1本专利技术的螺旋传动手部机构图。 图中，1、第一手指；2、物体；3、第二手指；4、螺杆。【具体实施方式】 实施例1:该手部机构有两个手指，所述的螺杆有左、右两段螺纹，分别与两个手 指构成两个螺旋副，且两螺旋副均对应为螺杆转动，两个手指同时分别移动；两螺旋副的螺 纹即螺杆的两段螺纹旋向相反，螺距相等；两个手指的相对位置由被夹持物体的尺寸确定， 螺杆两段螺纹均采用标准化的单头螺纹，螺杆两端轴颈与支承相配合。 所述的螺杆为两段螺纹旋向相反、螺距相等的螺杆。物体夹持方法：螺杆两段螺纹旋向分别为右旋及左旋，两个手指在运动过程中总 是反向移动而实现夹紧或松开；当实现松开时，螺杆4反转，通过两个螺旋副传动，两个手 指分别向螺杆两端反向移动而张开手指；当需要夹持物体时，螺杆4正转，通过左、右两个 螺旋副传动，两个手指相向移动而夹持物体2。设螺杆两段螺纹螺距均为t，当螺杆转动Θ 角时，手部机构两手指总的平移距离为 式中：Θ-螺杆转角；[002引 t一一螺杆两段螺纹的螺距； 1一一两手指总的平移距离。 本专利技术结构易于实现，根据使用要求，在螺旋副的结构选用标准化螺纹，合理地选 择螺旋副的配对材料、螺旋升角，W实现螺旋副的自锁条件。先将两个手指，第一手指1及 第二手指3分别安装在螺杆的两段螺纹处，然后将螺杆安装在两端的支承上。 螺杆两端支承可采用滑动轴承形式，螺杆4 一端可直接与配置的控制电动机轴相 联接或通过联轴器与控制电动机轴联接。整个手部机构通过轴承座等与机器人腕部相联 接。【主权项】1. 一种机器人的螺旋传动手部机构，其特征是：该手部机构有两个手指，所述的螺杆 有左、右两段螺纹，分别与两个手指构成两个螺旋副，且两螺旋副均对应为螺杆转动，两个 手指同时分别移动；两螺旋副的螺纹即螺杆的两段螺纹旋向相反，螺距相等；两个手指的 相对位置由被夹持物体的尺寸确定，螺杆两段螺纹均采用标准化的单头螺纹，螺杆两端轴 颈与支承相配合； 所述的螺杆为两段螺纹旋向相反、螺距相等的螺杆。2. 权利要求1所述的一种机器人的螺旋传动手部机构的夹持方法，其特征是：物体夹 持方法：螺杆两段螺纹旋向分别为右旋及左旋，两个手指在运动过程中总是反向移动而实 现夹紧或松开；当实现松开时，螺杆反转，通过两个螺旋副传动，两个手指分别向螺杆两端 反向移动而张开手指；当需要夹持物体时，螺杆正转，通过左、右两个螺旋副传动，两个手指 相向移动而夹持物体；设螺杆两段螺纹螺距均为t，当螺杆转动Θ角时，手部机构两手指总 的平移距离为式中：Θ-一螺杆转角；t一一螺杆两段螺纹的螺距； 1一一两手指总的平移距离。【专利摘要】，属于机器人手部机构及夹持方法。该手部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的螺旋传动手部机构，其特征是：该手部机构有两个手指，所述的螺杆有左、右两段螺纹，分别与两个手指构成两个螺旋副，且两螺旋副均对应为螺杆转动，两个手指同时分别移动；两螺旋副的螺纹即螺杆的两段螺纹旋向相反，螺距相等；两个手指的相对位置由被夹持物体的尺寸确定，螺杆两段螺纹均采用标准化的单头螺纹，螺杆两端轴颈与支承相配合；所述的螺杆为两段螺纹旋向相反、螺距相等的螺杆。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱济国，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32