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专利号: 2018108862495
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手,其特征在于:包括上座板(2)和底座板(10),所述上座板(2)和底座板(10)之间通过四根导向联结杆(3)固定成一个整体,上座板(2)上间隔安装有两个丝杠轴伺服电机(1),两个丝杠轴伺服电机(1)的丝杠分别通过丝杠螺母座(5)连接中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7),两根丝杠的末端分别通过两个带座轴承(11)支撑于所述底座板(10)上,所述中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)分别安装有两个直线轴承(8),四个直线轴承(8)中分别套在所述四根导向联结杆(3)上;还包括柔性手指(12),柔性手指(12)的指尖驱动零件固定安装在所述中空指尖驱动板(4)上,柔性手指(12)的指根转动部分是通过指根铰链座(9)与所述底座板(10)连接,柔性手指(12)的指尖驱动零件是通过弯杆铰链座(6)与所述指根驱动板(7)连接,两个丝杠轴伺服电机(1)分别通过各自的丝杠带动指根驱动板(7)和中空指尖驱动板(4)、在各自两根导向联结杆(3)的导向下做上下直线运动;

所述中空指尖驱动板(4)中部成镂空结构,镂空处供弯杆(12a)的上部和指根驱动板(7)通过;

所述指根驱动板(7)上开有五个T型槽,弯杆铰链座(6)在T型槽内通过螺钉进行定位固定;

所述柔性手指(12)设有三个,三个柔性手指(12)在空间位置沿圆周均布,用来垂直抓取圆形物体,或者垂直抓取方形物体时,左侧一个柔性手指(12)位于等腰三角形的顶角上,右侧两个柔性手指(12)分别位于等腰三角形的两个底角上,过顶点且与底边相切的圆与沿圆周均布的圆同心,即垂直抓取圆形物体和方形物体的机械手坐标原点不变;

所述柔性手指(12)的安装结构为:包括通过螺纹依次连接的右旋螺纹杆(1a)、左右旋螺纹套(2a)和左旋螺纹杆(3a),所述右旋螺纹杆(1a)通过螺母固定在中空指尖驱动板(4)上,左旋螺纹杆(3a)的下端通过两个第一厚垫圈(14a)铰链连接指尖节(4a),外形呈扇形的指尖节(4a)是U形中空的结构;还包括中指节(8a)和指根节(10a),中指节(8a)和指根节(10a)也都是U形中空的结构,中指节(8a)两端分别通过扭弹簧芯轴(5a)及扭弹簧铰接有指尖节(4a)和指根节(10a),指根节(10a)上固定连接有异形板(11a),异形板(11a)的截面呈三角形,三角形的一边呈内凹弧形,内凹弧形的一端铰接有指根铰链座(9),内凹弧形的另一端铰接折弯形的弯杆(12a),弯杆(12a)另一端连接于安装在指根驱动板(7)上的弯杆铰链座(6)上;

所述右旋螺纹杆(1a)、左右旋螺纹套(2a)、左旋螺纹杆(3a)这三个零件螺纹连接,由于各自是左右旋螺纹,所以转动左右旋螺纹套(2a)并用螺母锁紧,可以调节长度。

2.如权利要求1所述的指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手,其特征在于:所述指根节(10a)和异形板(11a)之间设有第二厚垫圈(15a),指根节(10a)、第二厚垫圈(15a)和异形板(11a)通过销钉固定成整体;所述指根节(10a)与指根铰链座(9)之间设有薄垫圈(13a),指根节(10a)、薄垫圈(13a)、指根铰链座(9)和异形板(11a)通过圆柱销形成铰链连接;所述弯杆(12a)推动异形板(11a)使指根节(10a)转动。

3.如权利要求1所述的指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手,其特征在于:位于中指节(8a)一端的扭弹簧芯轴(5a)上套有小刚度扭弹簧(6a),位于中指节(8a)另一端的扭弹簧芯轴(5a)上套有大刚度扭弹簧(9a),小刚度扭弹簧(6a)及大刚度扭弹簧(9a)的两侧均通过两根扭弹簧挡销(7a)预紧;取下扭弹簧芯轴(5a)上的开口销,快拆卸下扭弹簧芯轴(5a),可以方便更换小刚度扭弹簧(6a)或大刚度扭弹簧(9a),以适应不同抓取对象。

4.如权利要求1所述的指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手,其特征在于:所述上座板(2)呈T形结构,沿T形结构的对称轴间隔开有两个定位孔,所述对称轴两侧的T形结构对称两端各开有一个定位孔,四个定位孔中分别固定所述四根导向联结杆(3)的上端,底座板(10)上相应位置处开有与所述四个定位孔同轴的定位孔,用于固定所述导向联结杆(3)的下端;底座板(10)上还有两个安装带座轴承(11)的定位孔,带座轴承(11)上的定位止口与这个定位孔间隙配合;两个丝杠轴伺服电机(1)转子的输出是丝杠,两个带座轴承(11)分别在丝杠末端提供支撑;所述四根导向联结杆(3)上下两端分别通过圆柱面与八个定位孔间隙配合,并用螺母将上座板(2)和底座板(10)固定成一体;

中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)由两根导向联结杆(3)导向,分别由一个丝杠轴伺服电机(1)驱动;中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)上各开有两个同轴的通孔,分别通过所述四根导向联结杆(3)中的相应的两根,这四个通孔分别与直线轴承(8)的圆柱面间隙配合;中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)上各有一个安装丝杠螺母座(5)的定位孔,丝杠螺母座(5)上的定位止口与这个定位孔间隙配合。