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一种具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手制造技术

技术编号：43075994 阅读：20 留言：0更新日期：2024-10-22 14:51

本发明专利技术公开了一种具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，涉及机器人技术领域，包括驱动箱体，所述驱动箱体上安装有双丝杠驱动传动模组，所述双丝杠驱动传动模组上传动连接有多个大展收比折展机构，所述大展收比折展机构上通过手指底座固定有夹爪本体，多个所述大展收比折展机构呈圆周均布在所述驱动箱体周围。本发明专利技术提供的机械手结构紧凑，操作简便，多连杆机构的合理设置有效提高了本发明专利技术机械手的抓取范围并缩小了机械手的存储体积。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人，尤其涉及一种具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手。

技术介绍

1、在自动化和机器人技术迅速发展的今天，机械手的应用已遍及航天、水下作业、医疗手术等多个高精尖领域。这些应用环境往往具有空间狭窄、形状复杂或需要高度灵活与精确操作的特点。然而，传统的刚性机械手在这些特殊环境下面临着多个挑战：

2、1.刚性与适应性不足：刚性机械手由硬质材料制成，虽然稳定性和精确性较高，但在需要适应不规则形状或柔软物体的环境中，其硬质特性可能导致无法有效抓取或甚至损伤目标物体。

3、2.体积与展收限制：在航天器内部或医疗微创手术中，操作空间极为有限。传统机械手往往体积较大，不易在狭小空间中灵活操作。此外，它们缺乏有效的展收机制，使得其应用范围受到限制。

4、3.力感知能力有限：精确的力感知对于避免对目标物体的损害至关重要，尤其是在处理易碎或软质物体时。然而，多数刚性机械手的力感知系统响应不够灵敏或者难以精确控制施加于物体上的压力。

5、鉴于以上问题，发展一种新型的柔性机械手显得尤为重要。柔性机械手利用可弯曲、可伸缩的材料，能够更好地适应不规则形状和大小的物体。这种机械手不仅可以在狭窄或不规则的环境中操作，还能减少对目标物体的潜在损伤。

6、本专利技术旨在提供一种具有大展收比特性和力感知能力的柔性机械手，以解决现有技术中存在的问题，特别是改善力感知精度和存放灵活性，使其能够在更加复杂和严苛的环境中发挥出色的性能。

技术实现思路

<p>1、本专利技术的目的是提供一种具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，解决现有刚性机械手在特殊环境下操作灵活性差和感知精度不高的问题。

2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：

3、本专利技术一种具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，包括驱动箱体，所述驱动箱体上安装有双丝杠驱动传动模组，所述双丝杠驱动传动模组上传动连接有多个大展收比折展机构，所述大展收比折展机构上通过手指底座固定有夹爪本体，多个所述大展收比折展机构呈圆周均布在所述驱动箱体周围。

4、优选的，所述驱动箱体包括驱动箱上盖和驱动箱连接底座；

5、所述双丝杠驱动传动模组包括驱动电机模组、传动齿轮模组、丝杠传动模组和丝杠支撑模块；

6、所述驱动电机模组固定在所述驱动箱连接底座的中心，所述丝杠支撑模块螺栓连接在所述驱动箱上盖上，所述丝杠传动模组转动连接在所述驱动箱上盖和所述丝杠支撑模块之间，所述传动齿轮模组安装在所述驱动箱上盖的底面，所述丝杠传动模组的底端通过传动齿轮模组和所述驱动电机模组的输出端传动连接在一起。

7、优选的，所述大展收比折展机构包括折展机构基座和多连杆机构，所述多连杆机构的一端和所述丝杠传动模组传动连接在一起，另一端和所述折展机构基座连接在一起；所述手指底座固定在所述折展机构基座的顶部。

8、优选的，所述夹爪本体包括柔性本体和连接管，所述柔性本体通过所述连接管安装在所述手指底座上；

9、所述驱动电机模组工作时通过传动齿轮模组带动丝杠传动模组转动，丝杠传动模组转动时带动所述多连杆机构完成收展运动，所述折展机构基座带动手指底座随所述多连杆机构同步收展，所述手指底座通过连接管带动所述柔性本体随所述折展机构基座同步运动。

10、优选的，所述驱动电机模组包括电机驱动器和电机固定支座；所述电机驱动器通过所述电机固定支座固定在所述驱动箱连接底座的中心，所述电机驱动器的输出端传动连接有所述传动齿轮模组；

11、所述丝杠传动模组包括滚珠丝杠、丝杠螺母、花键轴、滚珠花键轴承、丝杠螺母连接板、固定副连接底座和移动副连接底座；

12、所述丝杠支撑模块包括丝杠轴支撑架、深沟球轴承、轴承端盖和止动环；

13、所述丝杠轴支撑架通过螺栓连接在所述驱动箱上盖上；所述深沟球轴承相对应的设置有两个，其中一个通过轴承端盖安装在所述驱动箱上盖上，另一个安装在所述丝杠轴支撑架的顶部；所述止动环设置有两个，其中一个安装在所述驱动箱上盖的中心，且该所述止动环的中心通过滚珠花键轴承连接有花键轴，所述花键轴的另一端通过另一个滚珠花键轴承连接有另一个止动环，所述花键轴竖直放置；所述轴承端盖以所述止动环的圆心为中心呈圆周均布；

14、所述滚珠丝杠转动连接在相对应的两个所述深沟球轴承之间，所述滚珠丝杠的底端穿过所述深沟球轴承后和所述传动齿轮模组传动连接在一起；

15、所述丝杠螺母转动连接在所述滚珠丝杠上，所述移动副连接底座通过所述丝杠螺母连接板连接在所述丝杠螺母上；

16、所述移动副连接底座的内部设置有滚珠花键轴承，所述滚珠花键轴承和所述花键轴相配合完成对所述移动副连接底座的周向限位；

17、所述滚珠丝杠转动时，所述丝杠螺母沿所述滚珠丝杠上下运动，并通过所述丝杠螺母连接板带动所述移动副连接底座同步完成上下运动；

18、所述固定副连接底座通过所述止动环固定在所述花键轴的顶端，所述固定副连接底座的内部设置有用于周向限位的滚珠花键轴承，所述滚珠花键轴承和所述花键轴相匹配。

19、优选的，所述多连杆机构包括连杆、支撑轴套和连接销轴，多个所述连杆构成可伸缩的x形框架，每相邻两个所述连杆之间通过所述连接销轴转动连接在一起，所述连接销轴的外侧套装有所述支撑轴套；

20、多个所述连杆构成的可伸缩的x形框架的主动端顶部和所述固定副连接底座铰接在一起，底部和所述移动副连接底座连接在一起，随动端和所述折展机构基座连接在一起；

21、所述移动副连接底座向所述固定副连接底座移动时带动多个所述连杆构成的x形框架向外伸展，所述移动副连接底座远离所述固定副连接底座时带动多个所述连杆构成的x形框架向内收缩。

22、优选的，所述折展机构基座的下半部设置有滑槽，滑槽内部滑动连接有凸轮随动器；多个连杆构成的可伸缩的x形框架的随动端的顶部和所述折展机构基座的顶部转动连接在一起且连接处设置有石墨轴套，底部和所述凸轮随动器铰接在一起。

23、优选的，所述夹爪本体包括柔性本体和应变片，所述柔性本体呈梯形且其两腰之间设置有多个肋板，所述肋板上开设有用于连线的走线孔；

24、所述柔性本体的一条腰的外侧设置有用于增加摩擦力的防滑部；

25、所述柔性本体的上开设有槽孔，所述柔性本体的内部设置有薄片，所述应变片穿过所述槽孔后贴设在所述薄片上；

26、所述薄片和所述连接管连接在一起，所述连接管在穿过所述槽孔后固定在所述手指底座上。

27、优选的，所述柔性本体采用聚氨酯、橡胶或硅胶制作。

28、优选的，所述薄片采用弹簧碳素钢制作。

29、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：

30、本专利技术一种具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，通过驱动电机模组工作并利用传动齿轮模组带动丝杠传动模组转动，丝杠传动模组转动时带动多连杆机构完成收展运本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：包括驱动箱体(500)，所述驱动箱体(500)上安装有双丝杠驱动传动模组(400)，所述双丝杠驱动传动模组(400)上传动连接有多个大展收比折展机构(300)，所述大展收比折展机构(300)上通过手指底座(200)固定有夹爪本体(100)，多个所述大展收比折展机构(300)呈圆周均布在所述驱动箱体(500)周围。

2.根据权利要求1所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述驱动箱体(500)包括驱动箱上盖(510)和驱动箱连接底座(520)；

3.根据权利要求2所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述大展收比折展机构(300)包括折展机构基座(310)和多连杆机构(320)，所述多连杆机构(320)的一端和所述丝杠传动模组(430)传动连接在一起，另一端和所述折展机构基座(310)连接在一起；所述手指底座(200)固定在所述折展机构基座(310)的顶部。

4.根据权利要求3所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述夹

5.根据权利要求4所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述驱动电机模组(410)包括电机驱动器(411)和电机固定支座(412)；所述电机驱动器(411)通过所述电机固定支座(412)固定在所述驱动箱连接底座(520)的中心，所述电机驱动器(411)的输出端传动连接有所述传动齿轮模组(420)；

6.根据权利要求5所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述多连杆机构(320)包括连杆(321)、支撑轴套(322)和连接销轴(323)，多个所述连杆(321)构成可伸缩的X形框架，每相邻两个所述连杆(321)之间通过所述连接销轴(323)转动连接在一起，所述连接销轴(323)的外侧套装有所述支撑轴套(322)；

7.根据权利要求6所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述折展机构基座(310)的下半部设置有滑槽，滑槽内部滑动连接有凸轮随动器(312)；多个连杆(321)构成的可伸缩的X形框架的随动端的顶部和所述折展机构基座(310)的顶部转动连接在一起且连接处设置有石墨轴套(311)，底部和所述凸轮随动器(312)铰接在一起。

8.根据权利要求4所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述夹爪本体(100)包括柔性本体(110)和应变片(115)，所述柔性本体(110)呈梯形且其两腰之间设置有多个肋板(112)，所述肋板(112)上开设有用于连线的走线孔(111)；

9.根据权利要求8所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述柔性本体(110)采用聚氨酯、橡胶或硅胶制作。

10.根据权利要求8所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述薄片(113)采用弹簧碳素钢制作。

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述驱动箱体(500)包括驱动箱上盖(510)和驱动箱连接底座(520)；

4.根据权利要求3所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述夹爪本体(100)包括柔性本体(110)和连接管(120)，所述柔性本体(110)通过所述连接管(120)安装在所述手指底座(200)上；

5.根据权利要求4所述的具备大展收比特性与力感知能力的柔性机械手，其特征在于：所述驱动电机模组(410)包括电机驱动器(411)和电机固定支座(412)；所述电机驱动器(411)通过所述电机固定支座(412)固定在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁晗，彭昊棋，徐文福，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：

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