一种可改变形态的拉入式机械爪

技术领域

本发明涉及机械爪技术领域，具体为一种可改变形态的拉入式机械爪。

背景技术

为了适应现代社会快速多变的特点以及满足日益增长的复杂性需求，自动化领域不仅要长期稳定地完成重复性工作，还应该具备智能化、高效化、标准化等特点。而机械爪是自动化领域重要的生产设备，被广泛应用在工业、军事等领域，是集机械、电气、仿生学、计算机、智能控制等多种学科为一体的综合领域，是衡量一个国家科技制造水平的重要标志。

然而，传统机械爪存在自主性差、标准化程度低的情况，即目标对象或工作任务发生轻微改变也需要重新设定机械臂的运动参数和作业系统。同时，在抓取物体的过程中，遇到体型庞大或微小、重量过重或过轻的物体，传统机械爪难以灵活地调整夹取的姿势和力度，容易出现受力不均匀或用力过猛等现象进而损坏机械爪和目标物。

所以我们提出了一种可改变形态的拉入式机械爪，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可改变形态的拉入式机械爪，以解决上述背景技术提出的目前市场上机械爪不能够灵活的改变形态抓取不同形状的物体，容易出现受力不均匀或用力过猛等现象进而损坏机械爪和目标物的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可改变形态的拉入式机械爪，包括中间主体、副气缸转向机构和减震弹簧，所述中间主体边侧栓有插槽传动部件，且插槽传动部件左右两侧各铰接可拆卸的限位插槽，并且限位插槽外表面装有插槽连接件，所述插槽连接件铰接主气缸转向机构，且主气缸转向机构上方安装有主气缸传动机构，并且主气缸转向机构与限位插槽之间外罩驱动轮外壳，所述驱动轮外壳内部固定安装有主驱动轮，且驱动轮外壳上方安装有三角机械爪，并且三角机械爪内部下方安装有滑轮，所述三角机械爪的内部嵌有履带，且履带外侧设置有柔性突起部件，所述副气缸转向机构安装在三角机械爪外侧，且副气缸转向机构上方铰接安装有副气缸传动机构，并且副气缸传动机构上方安装有弧形副爪，所述三角机械爪内边框装有微型力觉传感器，所述弧形副爪内部开设有柱形通孔，且弧形副爪侧面安装有挤压块，并且挤压块靠近弧形副爪的一侧固定安装有限位柱体，所述减震弹簧安装在限位柱体外侧。

优选的，所述中间主体为呈上下左右对称分布的正六边形柱状体，且中间主体在边侧均匀分布的栓有可灵活转动的插槽传动部件。

优选的，所述插槽传动部件呈三角形分布，且插槽传动部件左右两侧各铰接有可拆卸的限位插槽，并且限位插槽外表面装有插槽连接件，而且插槽连接件与主气缸转向机构相铰接，同时插槽连接件、主气缸转向机构和驱动轮外壳三者之间构成稳定的三角形结构。

优选的，所述主驱动轮的尺寸大于滑轮的尺寸，且主驱动轮啮合嵌在三角机械爪内的履带的内侧，并且履带表面覆有均匀分布的柔性突起部件，而且柔性突起部件由橡胶防滑材料制成。

优选的，所述三角机械爪关于中间主体中心对称设置有3个，且三角机械爪的内部呈镂空型结构设计，并且三角机械爪末端外围延伸出与三角机械爪一一对应的副气缸转向机构和副气缸传动机构，而且三角机械爪的外侧开设有通孔。

优选的，所述副气缸转向机构和副气缸传动机构与三角机械爪的外侧壁相互平行，且副气缸转向机构和副气缸传动机构与微型力觉传感器通过导线相连接。

优选的，所述弧形副爪呈交错式分布，且弧形副爪与三角机械爪一一对应设置有3个，并且弧形副爪通过连接块与副气缸传动机构的上方轴连接。

优选的，所述限位柱体与柱形通孔相互卡合，且限位柱体在柱形通孔中的一端的截面呈T形结构设计，并且限位柱体在柱形通孔中一端的尺寸大于柱形通孔外侧的尺寸。

优选的，所述减震弹簧的两端分别与弧形副爪和挤压块相连接，且挤压块的外侧呈倾斜结构设计，并且挤压块的外侧呈倾斜结构设计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该可改变形态的拉入式机械爪；

1、设置有三角机械爪、弧形副爪、主驱动轮，在使用过程中三角机械爪、弧形副爪、主驱动轮经驱动轮外壳连接主气缸转向机构和主气缸传动机构、中间主体形成一个完整的闭环，使得抓取工件至于该装置内部，在主气缸转向机构的驱动下，使得主气缸传动机构做活塞运动，并配合主驱动轮、三角机械爪以及弧形副爪之间的铰接，实现整体机械爪同步做拉入式运动，结构灵活简单，且力觉传感器将工件与履带接触时产生的力信息反馈回中央控制系统，使得三角机械爪做拉入式运动的程度变得极易控制,增加了装置的功能性；

2、设置有履带和柔性突起部件，在使用过程中履带和柔性突起部件与三角机械爪构成闭合环状结构，当工件与履带接触时，主驱动轮转动带动履带滚动运输，履带的运动带动工件自下而上地传输至机械爪内部，并且由于履带上附有大量柔性突起部件，使得工件与机械爪之间的摩檫力和阻力增大，有效防止工件脱落，增加了装置的稳定性；

3、设置有副气缸转向机构和副气缸传动机构，在使用过程中，副气缸转向机构和副气缸传动机构配合三角机械爪末端的弧形副爪，当工件进入机械爪内部，副气缸传动装置驱动两对弧形副爪相互铰接，形成闭合环状结构，能够有效防止工件完全从机械爪中脱落，增加了装置的稳定性；

4、设置有挤压块和减震弹簧，在使用过程中当弧形副爪抓取工件，此时工件对挤压块产生挤压，使得限位柱体向柱形通孔内侧运动，同时减震弹簧可以起到减震作用，避免了受力过大导致工件的损坏，增加了装置的功能性。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明闭合型态斜视结构示意图；

图3为本发明闭合型态侧视结构示意图；

图4为本发明闭合型态俯视结构示意图；

图5为本发明展开型态侧视结构示意图；

图6为本发明展开型态俯视结构示意图；

图7为本发明展开型态斜侧视结构示意图；

图8为本发明弧形副爪主剖视结构示意图。

图中：1、中间主体；2、限位插槽；3、插槽传动部件；4、插槽连接件；5、主气缸转向机构；6、主气缸传动机构；7、主驱动轮；8、驱动轮外壳；9、三角机械爪 ；10、滑轮；11、履带；12、柔性突起部件；13、副气缸转向机构；14、副气缸传动机构；15、弧形副爪；16、力觉传感器；17、柱形通孔；18、挤压块；19、限位柱体；20、减震弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种可改变形态的拉入式机械爪，包括中间主体1、副气缸转向机构13和减震弹簧20，中间主体1边侧栓有插槽传动部件3，且插槽传动部件3左右两侧各铰接可拆卸的限位插槽2，并且限位插槽2外表面装有插槽连接件4，插槽连接件4铰接主气缸转向机构5，且主气缸转向机构5上方安装有主气缸传动机构6，并且主气缸转向机构5与限位插槽2之间外罩驱动轮外壳8，驱动轮外壳8内部固定安装有主驱动轮7，且驱动轮外壳8上方安装有三角机械爪9，并且三角机械爪9内部下方安装有滑轮10，三角机械爪9的内部嵌有履带11，且履带11外侧设置有柔性突起部件12，副气缸转向机构13安装在三角机械爪9外侧，且副气缸转向机构13上方铰接安装有副气缸传动机构14，并且副气缸传动机构14上方安装有弧形副爪15，三角机械爪9内边框装有微型力觉传感器16，弧形副爪15内部开设有柱形通孔17，且弧形副爪15侧面安装有挤压块18，并且挤压块18靠近弧形副爪15的一侧固定安装有限位柱体19，减震弹簧20安装在限位柱体19外侧。

中间主体1为呈上下左右对称分布的正六边形柱状体，且中间主体1在边侧均匀分布的栓有可灵活转动的插槽传动部件3，上述结构的设计使得能够以最小的材料得到最大的体积，插槽传动部件3可全方位自由转动，插槽2模块化程度高，可安装多种形态的机械爪，增加了装置的功能性。

插槽传动部件3呈三角形分布，且插槽传动部件3左右两侧各铰接有可拆卸的限位插槽2，并且限位插槽2外表面装有插槽连接件4，而且插槽连接件4与主气缸转向机构5相铰接，同时插槽连接件4、主气缸转向机构5和驱动轮外壳8三者之间构成稳定的三角形结构，上述结构的设计，使得主气缸传动机构6内置可做活塞运动，插槽连接件4、主气缸转向机构5和驱动轮外壳8三者之间构成稳定的三角形结构使得装置不易受损，增加了装置的稳定性和功能性。

主驱动轮7的尺寸大于滑轮10的尺寸，且主驱动轮7啮合嵌在三角机械爪9内的履带11的内侧，并且履带11表面覆有均匀分布的柔性突起部件12，而且柔性突起部件12由橡胶防滑材料制成，上述结构的设计，使得增加了摩擦力和阻力，防止目标物轻易脱落，增加了装置的稳定性。

三角机械爪9关于中间主体1中心对称设置有3个，且三角机械爪9的内部呈镂空型结构设计，并且三角机械爪9末端外围延伸出与三角机械爪9一一对应的副气缸转向机构13和副气缸传动机构14，而且三角机械爪9的外侧开设有通孔，上述结构的设计，使得微型力觉传感器16收集和反馈目标物与机械爪接触的力信息后控制气缸驱动三角机械爪9做拉入式运动，并以最佳的夹取方式目标物，避免三角机械爪9由于夹取姿势和受力不当而造成损坏，增加了装置的功能性。

副气缸转向机构13和副气缸传动机构14与三角机械爪9的外侧壁相互平行，且副气缸转向机构13和副气缸传动机构14与微型力觉传感器16通过导线相连接，上述结构的设计，使得微型力觉传感器16可以实现对副气缸转向机构13和副气缸传动机构14的控制，增加了装置的功能性。

弧形副爪15呈交错式分布，且弧形副爪15与三角机械爪9一一对应设置有3个，并且弧形副爪15通过连接块与副气缸传动机构14的上方轴连接，上述结构的设计，使得结构稳定，能够有效将目标物自由包裹和防止目标物完全从机械爪中脱落，增加了装置的功能性。

限位柱体19与柱形通孔17相互卡合，且限位柱体19在柱形通孔17中的一端的截面呈T形结构设计，并且限位柱体19在柱形通孔17中一端的尺寸大于柱形通孔17外侧的尺寸，上述结构的设计，使得限位柱体19可以在柱形通孔17中滑动，且限位柱体19不会与弧形副爪15相互脱离，增加了装置的功能性。

减震弹簧20的两端分别与弧形副爪15和挤压块18相连接，且挤压块18的外侧呈倾斜结构设计，并且挤压块18的外侧呈倾斜结构设计，上述结构的设计，使得挤压块18可以对中间的工件进行挤压，此时减震弹簧20可以起到缓冲作用，避免了受力过大导致工件的损坏，增加了装置的功能性。

工作原理：在使用该可改变形态的拉入式机械爪时，首先在使用可改变形态的拉入式机械爪时，根据图1-7所示，首先主气缸转向机构5实时控制主气缸传动机构6做活塞运动，从而带动三角机械爪9做拉入式运动，并调整到一个最佳夹取姿态，当工件与弧形副爪15接触时，此时工件对挤压块18产生挤压，使得限位柱体19向柱形通孔17内侧运动，同时减震弹簧20可以起到减震作用，避免了受力过大导致工件的损坏，主驱动轮7转动进而带动履带11滚动运输，并带动工件自下而上地运输至机械爪内，同时，力觉传感器16感知工件与机械爪接触时产生的力信息，并将力信息反馈回中间主体1，主气缸转向机构5实时控制主气缸传动机构6做活塞运动的程度和机械爪的夹取力度，防止受力不均导致机械爪或工件损坏，该装置装有限位插槽2，可针对不同的抓取工件，更换不同形态和数量的机械爪以适应工件的姿态，使得抓取效率更高。

然后，在柔性突起部件12的作用下，工件与三角机械爪9之间的摩檫力增大，从而使得工件不轻易脱落机械爪，当工件完全进入机械爪内部时，副气缸转向机构13配合副气缸传动机构14做活塞运动进而驱动弧形副爪15向内回收，即可将整个工件包裹在机械爪内，保证工件不轻易完全脱落。

从而完成一系列工作,本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。