一种自适应物体大小形状的防戳抓手装置

技术领域

本发明涉及机械抓手技术领域，具体的，涉及一种自适应物体大小形状的防戳抓手装置。

背景技术

工业机器人是一种先进的自动化生产设备，机械抓手是工业机器人的重要组成部分；在工业机器人作业过程中，要求机械手装置定位准确、夹紧可靠、搬移过程稳定。

目前，机器人的机械抓手装置在对物体夹紧、抓取、搬移和放置时，因被夹持物体不规则使得抓手与物体接触面积小、存在被夹持物体所受夹持力位置分布不均匀导致抓手夹持物体不牢靠、搬移过程中滑动甚至掉落和放置位置不准确，在一定程度影响此类操作工件生产线的正常运行。

发明内容

本发明提出一种自适应物体大小形状的防戳抓手装置，解决了相关技术中被夹持物体形状不规则，夹取易脱落的问题。

本发明的技术方案如下：

一种自适应物体大小形状的防戳抓手装置，包括

基座；

抓手，包括第一抓爪及第二抓爪，所述第一抓爪及所述第二抓爪对称连接在所述基座上，且均具有

上指节及下指节，所述上指节一端铰接在所述基座上，另一端通过指关节组件与所述下指节铰接；及

手指姿态控制机构，设置在所述基座上，为两组，分别用于带动两组所述抓手进行抓紧和松开，包括

抓手钢丝绳，两端分别连接在两组所述抓手的所述指关节组件上；及

控制杆，上下滑动设置在所述基座上，所述控制杆移动后拉动所述抓手钢丝绳。

作进一步的技术方案，所述手指姿态控制机构还包括

直线轴承，设置在所述基座上，所述控制杆同轴滑动设置在所述直线轴承内；

第一连接架，设置在所述控制杆的一端，具有第一限绳孔；及

第一定滑轮，转动设置在所述第一连接架上，所述抓手钢丝绳的中部绕设在所述第一定滑轮上，所述抓手钢丝绳的两端穿过所述第一限绳孔连接所述指关节组件。

作进一步的技术方案，所述指关节组件包括

下连接轴，转动连接所述上指节及所述下指节；

下扭簧，套设在所述下连接轴上，作用于所述上指节及所述下指节；及

第一紧固件，设置在所述上指节上，所述第一紧固件与所述抓手钢丝绳连接。

作进一步的技术方案，所述抓手设置有两组；且所述手指姿态控制机构设置有两组，两组所述手指姿态控制机构分别连接两组所述抓手；还包括驱动机构，设置在所述基座上，带动所述手指姿态控制机构动作，所述驱动机构包括

驱动钢丝绳，两端分别通过第二紧固件连接两组所述手指姿态控制机构的所述控制杆；

线性驱动件，用于拉动所述驱动钢丝绳；

第二连接架，设置在所述线性驱动件的输出端，具有第二限绳孔；及

第二定滑轮，转动设置在所述第二连接架上，所述驱动钢丝绳的中部绕设在所述第二定滑轮上，所述驱动钢丝绳的两端穿过所述第二限绳孔连接所述控制杆。

作进一步的技术方案，所述基座为中空结构，所述驱动机构还包括

调速阀，设置在所述线性驱动件的外侧，用于控制所述线性驱动件输出端的移动速度；安装板，位于所述基座内，所述线性驱动件设置在所述安装板上，并伸出所述基座；及

定位套，一端连接所述安装板，另一端连接所述基座。

作进一步的技术方案，所述上指节包括通过上隔离套连接的两个上指板，所述下指节包括通过下隔离套连接的两个下指板；

所述下扭簧的一端抵接在所述下隔离套上，另一端抵接在所述第一紧固件上。

作进一步的技术方案，所述上指节与所述基座之间通过上连接轴铰接，所述上连接轴上套设有上扭簧，所述上扭簧一端与所述基座抵接，另一端与所述上隔离套抵接。

作进一步的技术方案，所述下指板的夹持面为锯齿状结构，所述下指板的非夹持面的一端为弧状结构。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、本发明中抓手用于抓取物体，手指姿态控制机构用于控制两组抓手(一组为第一抓爪，一组为第二抓爪)进行张合，便于将物体进行夹紧转移，其中，控制杆上移(向远离抓手的一侧移动)，带动抓手钢丝绳的两端相互靠近，使得指关节组件相互靠近，带动上指节及下指节进行握紧，将物体夹持在抓手内，由于两组抓手之间通过抓手钢丝绳连接，在物体的形状不规则时，抓手钢丝绳的两端非对称移动，带动两组抓手实现不同角度的夹持，使得两组抓手完成对不规则物体的抓取；

2、两组抓手对不规则物体实现不同角度的夹持，保证抓手对不规则物体的最大接触面积，使得抓手在对物体进行转移的过程中，夹持稳定，从而避免发生物体掉落的现象。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明另一角度结构示意图；

图3为本发明基座结构示意图；

图4为本发明手指姿态控制机构及驱动机构结构示意图；

图5为本发明抓手结构示意图；

图中：100、基座，

200、抓手，210、上指节，211、上隔离套，212、上指板，220、下指节，221、下隔离套，222、下指板，230、指关节组件，231、下连接轴，232、下扭簧，233、第一紧固件，240、上连接轴，250、上扭簧，

300、手指姿态控制机构，310、抓手钢丝绳，320、控制杆，330、直线轴承，340、第一连接架，350、第一限绳孔，360、第一定滑轮，

400、驱动机构，410、驱动钢丝绳，420、第二紧固件，430、线性驱动件，440、第二连接架，450、第二限绳孔，460、第二定滑轮，470、调速阀，480、安装板，490、定位套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

如图1～图5所示，本实施例提出了一种自适应物体大小形状的防戳抓手装置，包括基座100；抓手200，包括第一抓爪及第二抓爪，所述第一抓爪及所述第二抓爪对称连接在所述基座100上，且均具有上指节210及下指节220，所述上指节210一端铰接在所述基座100上，另一端通过指关节组件230与所述下指节220铰接；及手指姿态控制机构300，设置在所述基座100上，为两组，分别用于带动两组所述抓手200进行抓紧和松开，包括抓手钢丝绳310，两端分别连接在两组所述抓手200的所述指关节组件230上；及控制杆320，上下滑动设置在所述基座100上，所述控制杆320移动后拉动所述抓手钢丝绳310。

本实施例中，为了解决现有技术中机械抓手夹持物体时，被夹持物体形状不规则，在搬运过程中滑动或掉落的问题，现设计一种自适应物体大小形状的防戳抓手装置，抓手200用于抓取物体，手指姿态控制机构300用于控制两组对称设置的抓手200(一组为第一抓爪，另一组为第二抓爪)进行张合，便于将物体进行夹紧转移，其中，控制杆320上移(向远离抓手200的一侧移动)，带动抓手钢丝绳310的两端相互靠近，使得指关节组件230相互靠近，带动两组抓手200的上指节210及下指节220进行握紧，将物体夹持在抓手200内，由于两组抓手200之间通过抓手钢丝绳310连接，在物体的形状不规则时，抓手钢丝绳310的两端非对称移动，带动两组抓手200实现不同角度的夹持，使得两组抓手200完成对不规则物体的抓取，保证抓手200对不规则物体的最大接触面积，使得抓手200在对物体进行转移的过程中，夹持稳定，从而避免发生物体掉落的现象。

如图1～图4所示，所述手指姿态控制机构300还包括直线轴承330，设置在所述基座100上，所述控制杆320同轴滑动设置在所述直线轴承330内；第一连接架340，设置在所述控制杆320的一端，具有第一限绳孔350；及第一定滑轮360，转动设置在所述第一连接架340上，所述抓手钢丝绳310的中部绕设在所述第一定滑轮360上，所述抓手钢丝绳310的两端穿过所述第一限绳孔350连接所述指关节组件230。

本实施例中，为了保证前后两组抓手200对不规则物体实现不同角度的夹持，在控制杆320的一端连接有第一连接架340，且第一连接架340上设置有第一定滑轮360，其中抓手钢丝绳310的中部压紧绕设在第一定滑轮360上，另外两端穿过第一限绳孔350连接两组抓手200的指关节组件230，夹紧过程为，控制杆320上移，带动第一连接架340及第一定滑轮360升高，第一定滑轮360在升高过程中带动抓手钢丝绳310变形移动，使得抓手钢丝绳310的两端相互靠近，且由于第一定滑轮360与抓手钢丝绳310的中部压紧绕设，所以在被夹持物体的形状不规则时，由于抓手200受力点不同，使得抓手钢丝绳310的受力点偏移，第一定滑轮360转动，使得抓手钢丝绳310的受力点再次与第一定滑轮360接触，此过程在控制杆320的移动下即可完成；且直线轴承330对控制杆320起到导向作用，直线轴承330使得控制杆320移动的更加顺滑，避免发生卡滞现象，且保证了控制杆320的使用寿命；第一限绳孔350保证了抓手钢丝绳310的中部始终与第一定滑轮360接触，保证了抓手钢丝绳310的稳定性。

如图1～图5所示，所述指关节组件230包括下连接轴231，转动连接所述上指节210及所述下指节220；下扭簧232，套设在所述下连接轴231上，作用于所述上指节210及所述下指节220；及第一紧固件233，设置在所述上指节210上，所述第一紧固件233与所述抓手钢丝绳310连接。

本实施例中，下连接轴231使得上指节210及下指节220之间铰接，便于下指节210对物体进行夹取，同时将物体夹持在上指节210及下指节220之间，增多了物体与抓手200之间的接触位置，保证了物体被夹持后的稳定性，下扭簧232使得抓手200在自由状态下为张开状态，且使得抓手200在受到外力的作用下，由于下扭簧232的存在，使得下指节220转动，避免抓手200出现刚性碰撞，造成折断，下扭簧232的防戳断效果极佳，第一紧固件233将抓手钢丝绳310的两端分别连接在两组上指节210及下指节220的连接处，使得抓手钢丝绳310完成对抓手200的控制。

如图1～图5所示，所述抓手200设置有两组；且所述手指姿态控制机构300设置有两组，两组所述手指姿态控制机构300分别连接两组所述抓手200；还包括驱动机构400，设置在所述基座100上，带动所述手指姿态控制机构300动作，所述驱动机构400包括驱动钢丝绳410，两端分别通过第二紧固件420连接两组所述手指姿态控制机构300的所述控制杆320；线性驱动件430，用于拉动所述驱动钢丝绳410；第二连接架440，设置在所述线性驱动件430的输出端，具有第二限绳孔450；及第二定滑轮460，转动设置在所述第二连接架440上，所述驱动钢丝绳410的中部绕设在所述第二定滑轮460上，所述驱动钢丝绳410的两端穿过所述第二限绳孔450连接所述控制杆320。

本实施例中，手指姿态控制机构300设置有两组，两组手指姿态控制机构300分别连接两组抓手200，驱动机构400用于带动控制杆320进行上下移动，其中线性驱动件430的输出端上升后，带动第二连接架440上移，第二连接架440带动第二定滑轮460升高，使得驱动钢丝绳410与第二定滑轮460的压紧接触点上升，带动控制杆320进行上升，当被夹持的物体为不规则形状时，两组抓手200的受力不同，驱动钢丝绳410与第二定滑轮460的压紧接触点上升的同时在第二定滑轮460上表面滑动，使得两个控制杆320有不同的上升高度，即两组抓手200的夹持位置及夹持角度不同，同时抓手钢丝绳310带动每组抓手200的第一抓爪及第二抓爪完成不同角度的夹持，使得不规则的物体被稳定夹持住，线性驱动件430为伸缩气缸、液压油缸等常见的驱动件。

如图1～图3所示，所述基座100为中空结构，所述驱动机构400还包括调速阀470，设置在所述线性驱动件430的外侧，用于控制所述线性驱动件430输出端的移动速度；安装板480，位于所述基座100内，所述线性驱动件430设置在所述安装板480上，并伸出所述基座100；及定位套490，一端连接所述安装板480，另一端连接所述基座100。

本实施例中，基座100为中空结构，安装板480通过定位套490设置在中空的基座100内，线性驱动件430一端设置在安装板480上，另一端带动第二连接架440伸出基座100，使得驱动机构400的占用空间最小，同时基座100对驱动机构400进行了防护，保证了驱动机构400的使用寿命；流体通过调速阀470推动线性驱动件430的输出端向上运动，使设备完成夹持过程。

如图1～图5所示，所述上指节210包括通过上隔离套211连接的两个上指板212，所述下指节220包括通过下隔离套221连接的两个下指板222；所述下扭簧232的一端抵接在所述下隔离套221上，另一端抵接在所述第一紧固件233上。

本实施例中，上指节210为前上指节、后下指节，下指节220为前下指节、后下指节；两个上指板212及两个下指板222使得抓手200与被夹持物体的接触面积达到最大，进一步保证了被夹持物体的稳定性，下扭簧232的一端抵接在下隔离套221上，另一端抵接在第一紧固件233上，且下指板222转动设置在第一紧固件233上，当抓手钢丝绳310带动第一紧固件233移动时，第一抓手及第二抓手的上指节210和下指节220之间相互靠近完成合拢，使得抓手200完成夹紧操作。

如图1～图5所示，所述上指节210与所述基座100之间通过上连接轴240铰接，所述上连接轴240上套设有上扭簧250，所述上扭簧250一端与所述基座100抵接，另一端与所述上隔离套211抵接。

本实施例中，当抓手钢丝绳310带动第一紧固件233移动时，上指板212绕上连接轴240转动，使得上扭簧250发生变形，减少了上指节210对基座100的作用力；抓手200在进行抓取不规则物体时，抓手200初始由于上扭簧250和下扭簧232的存在使得抓手200是打开状态，当不规则物体进入抓手200范围内抓手200开始动作，线性驱动件430带动第二连接架440向上运动，同时驱动钢丝绳410拉动两组手指姿态控制机构300动作，使得第一连接架340上的抓手钢丝绳310向上拉动，从而抓手200合拢夹紧物体，由于物体不规则，故存在两组抓手200中一组夹紧物体另一组未夹紧的状况，这种状态下，可继续使线性驱动件430的输出端向上运动，由于一组抓手已经夹紧物体无法再夹紧，故相对应的手指姿态控制机构300不在移动，驱动钢丝绳410以及第二定滑轮460的存在使得线性驱动件430输出端向上的动作带动另一组手指姿态控制机构300向上动作，使得抓手200完成夹紧动作。

如图1～图5所示，所述下指板222的夹持面为锯齿状结构，所述下指板222的非夹持面的一端为弧状结构。

本实施例中，下指板222夹持面为锯齿状结构，使得下指板222与被夹持物之间的摩擦力增大，使得夹持更加稳定；下指板222的非夹持面的一端为弧状结构，当抓手200进行夹持时，由于发生夹偏现象时，下指板222的弧状结构位置与物体接触，受到冲击，弧形结构起到导向作用，使得下指板222偏转，压紧下扭簧232，避免下指板222发生折断。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。