一種機(jī)器人手爪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)，更具體地說，涉及一種機(jī)器人手爪。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)器人的手爪是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)物件的抓取又或者是供機(jī)器人進(jìn)行攀爬移動(dòng) 的工具。現(xiàn)有的機(jī)器人手爪通常是采用謝式結(jié)構(gòu)，W方便實(shí)現(xiàn)物件抓取。送種結(jié)構(gòu)通常速 度比較慢，而且結(jié)構(gòu)笨重，不利于機(jī)器人的小型化設(shè)計(jì)，制約機(jī)器人的靈活性和機(jī)動(dòng)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的機(jī)器人手爪所采用的結(jié)構(gòu)在操作的過程中，速度比較慢，且結(jié) 構(gòu)笨重，不利于機(jī)器人的小型化設(shè)計(jì)，制約機(jī)器人的靈活性和機(jī)動(dòng)性的缺陷，提供一種新式 的機(jī)器人手爪W克服上述問題。
[0004] 本發(fā)明解決上述問題的方案是；構(gòu)造一種機(jī)器人手爪包括拉緊機(jī)構(gòu)和兩個(gè)輪驅(qū)機(jī) 構(gòu)，所述拉緊機(jī)構(gòu)包括直線電機(jī)和滑動(dòng)連接在直線電機(jī)兩端的第一安裝架和第二安裝架； 所述的兩個(gè)輪驅(qū)機(jī)構(gòu)分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在第一安裝架和第二安裝架上；每個(gè)所述輪驅(qū)機(jī) 構(gòu)包括多個(gè)用于帶動(dòng)所述機(jī)器人手爪運(yùn)動(dòng)的滾筒。
[0005] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，所述第一安裝架和第二安裝架上分別設(shè)有向直線電機(jī)方向 延伸的對(duì)接棒，所述直線電機(jī)上對(duì)應(yīng)設(shè)有與所述對(duì)接棒匹配的對(duì)接孔，所述對(duì)接棒滑動(dòng)穿 接在所述對(duì)接孔中。
[0006] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，所述拉緊機(jī)構(gòu)還包括旋接在所述第一安裝架和第二安裝架 上、用于調(diào)節(jié)所述第一安裝架和第二安裝架位置的調(diào)節(jié)螺栓。
[0007] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，所述輪驅(qū)機(jī)構(gòu)包括相對(duì)設(shè)置的第一滾筒安裝板和第二滾 筒安裝板，所述第一滾筒安裝板和第二滾筒安裝板通過固定裝置連接成一體；所述第一滾 筒安裝板和第二滾筒安裝板之間并排安裝有多個(gè)滾筒；固定裝置上還設(shè)置有輪驅(qū)轉(zhuǎn)軸安裝 件，所述輪驅(qū)轉(zhuǎn)軸安裝件通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在所述第一安裝架或第二安裝架上。
[0008] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，所述滾筒外側(cè)包覆有緩沖材料。
[0009] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，所述輪驅(qū)機(jī)構(gòu)還包括固定在所述第一滾筒安裝板和第二滾 筒安裝板之間的輪驅(qū)馬達(dá)，所述輪驅(qū)馬達(dá)帶動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述同步帶輪通過同步帶與 滾筒傳動(dòng)連接。
[0010] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，所述同步帶輪和所述同步帶上設(shè)有齒牙，所述同步帶輪與 所述同步帶通過齒牙相互喃合。
[0011] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，所述滾筒之間通過同步帶傳動(dòng)連接。
[0012] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，所述固定裝置與所述第一滾筒安裝板、第二滾筒安裝板通 過彈黃彈性相連。
[0013] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，還包括安裝在所述拉緊機(jī)構(gòu)與輪驅(qū)機(jī)構(gòu)之間的尾翼，所述 尾翼與所述滾筒滾動(dòng)前進(jìn)方向形成夾角。
[0014] 實(shí)施本發(fā)明的機(jī)器人手爪具有W下的有益效果：通過將謝式的手爪和滾筒相結(jié) 合，得到本發(fā)明的新型機(jī)器人手爪，該機(jī)器人手爪能夠在保持原有的夾持能力的基礎(chǔ)上，提 高自身的靈活性和機(jī)動(dòng)性，尤其適合在巧架上進(jìn)行攀爬運(yùn)動(dòng)。
【附圖說明】
[0015] W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，其中：
[0016] 圖1為本發(fā)明機(jī)器人手爪安裝在機(jī)械臂上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為圖1機(jī)器人手爪中拉緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3為圖1機(jī)器人手爪中輪驅(qū)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4為輪驅(qū)機(jī)構(gòu)的同步驅(qū)動(dòng)原理示意圖；
[0020] 圖5為另一實(shí)施例中的輪驅(qū)機(jī)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖6為安裝有尾翼的機(jī)器人手爪的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明的機(jī)器人手爪，在原有的謝式手爪的基礎(chǔ)上，結(jié)合具有一定彈性的滾筒，使 得機(jī)器人手爪能夠在保持原有的夾持能力的基礎(chǔ)上，提高自身的靈活性和機(jī)動(dòng)性。
[0023] 為了更清楚的對(duì)本發(fā)明的機(jī)器人手爪進(jìn)行闡述，W下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024] 如圖1所示為本發(fā)明的機(jī)器人手爪安裝在機(jī)械臂300上的結(jié)構(gòu)示意圖；機(jī)器人手 爪主要包括兩種部件：拉緊機(jī)構(gòu)100和輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200,在機(jī)械臂300上安裝有裡電池，作為 拉緊機(jī)構(gòu)100和輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源。輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200設(shè)置有兩個(gè)，分別設(shè)置在拉緊 機(jī)構(gòu)100的兩端上，與拉緊機(jī)構(gòu)100的兩端分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。當(dāng)拉緊機(jī)構(gòu)100調(diào)整兩 端距離的時(shí)候，能夠帶動(dòng)兩個(gè)輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200進(jìn)行位置的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)手爪的夾持或者松 開的動(dòng)作。而兩個(gè)輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200還可W通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)夾持不同形狀物體 W及爬行的目的。
[0025] 進(jìn)一步的，在輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200上還安裝有多個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪的表面為具有彈性的 緩沖材料，使得輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200能夠提供更加穩(wěn)定的夾持效果。若輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200夾持在合適 的表面上時(shí)，通過運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪，能夠讓輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器人移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)前 行的目的。
[0026] 為了更清楚的對(duì)上述的拉緊機(jī)構(gòu)100和輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200的功能進(jìn)行說明，W下將結(jié) 合其各自的部件放大示意圖進(jìn)行闡述。
[0027] 如圖2所示為拉緊機(jī)構(gòu)100的結(jié)構(gòu)示意圖。拉緊機(jī)構(gòu)100主要由兩個(gè)相對(duì)距離可 調(diào)的安裝架（101U02)組成，第一安裝架101和第二安裝架102的形狀相同，均為"C"形 的金屬件，兩個(gè)安裝架安裝在直線電機(jī)105上（可活動(dòng)連接形式等都需要有細(xì)節(jié)描述，），具 體的第一安裝架101和第二安裝架102上分別設(shè)置有兩根向直線電機(jī)105的伸縮方向延伸 的對(duì)接棒104,而在直線電機(jī)105上的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有對(duì)接孔106,對(duì)接棒104滑動(dòng)式地穿 接在對(duì)接孔中，使得兩個(gè)安裝架能夠相對(duì)于直線電機(jī)105進(jìn)行移動(dòng)。
[0028] 在兩個(gè)安裝架上，還各自安裝有一個(gè)調(diào)節(jié)螺栓103,調(diào)節(jié)螺栓103在旋轉(zhuǎn)時(shí)調(diào)整安 裝架（101U02)與直線電機(jī)105之間的位置。除了使用手動(dòng)的方式調(diào)整兩個(gè)安裝架的位置 夕F，還可通過將直線電機(jī)105對(duì)兩個(gè)安裝架進(jìn)行位置的調(diào)整；設(shè)置兩臺(tái)相同規(guī)格的直線電 機(jī)，分別與兩個(gè)安裝架相連，兩臺(tái)直線電機(jī)分別公知兩個(gè)安裝架的推拉動(dòng)作；直線電機(jī)通常 不能承受徑向的負(fù)載，因此，直線電機(jī)末端的連接桿裝有直線導(dǎo)軌，通過安裝在直線電機(jī)固 定座上的直線軸承，連接件可W無摩擦的直線滑動(dòng)。連接件末端有安裝孔，可W固定輪式驅(qū) 動(dòng)部分。
[0029] (可活動(dòng)連接形式，驅(qū)動(dòng)連接，滑動(dòng)連接或轉(zhuǎn)動(dòng)連接等都需要有細(xì)節(jié)描述，各部件 的連接關(guān)系和相對(duì)位置關(guān)系）
[0030] 在兩個(gè)"C"形的安裝架的開口處，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方式將輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200安裝到安裝 架上，使得輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200能夠相對(duì)于安裝架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)可轉(zhuǎn)動(dòng)的輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200配合兩個(gè) 可W移動(dòng)的安裝架（101U02)時(shí)，整個(gè)手爪就可W實(shí)現(xiàn)謝式機(jī)器人手爪的夾持動(dòng)作。
[0031] 另一方面，安裝在安裝架（101、102)上的輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200的結(jié)構(gòu)如圖3所示。輪驅(qū)機(jī) 構(gòu)200上包括兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的滾筒安裝板（201，202)，第一滾筒安裝板201和第二滾筒安裝 板202相對(duì)并平行設(shè)置，在兩個(gè)滾筒安裝板（20U202)之間，并排設(shè)置有多個(gè)滾筒203,所有 的滾筒203由電機(jī)、傳動(dòng)帶組成的傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)運(yùn)行，例如用電機(jī)和傳送帶帶動(dòng)其中一個(gè) 滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒繼續(xù)李榮傳動(dòng)帶帶動(dòng)其他剩余的滾筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)。兩塊滾筒安裝板 (20U202)通過螺絲、固定板等常用的固定結(jié)構(gòu)固定在一起，在固定結(jié)構(gòu)上還設(shè)置了輪驅(qū)轉(zhuǎn) 軸安裝件204,輪驅(qū)轉(zhuǎn)軸安裝件204通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在對(duì)應(yīng)的安裝架（101、102)上。在滾筒 203上還包覆有彈性的緩沖材料，例如海綿等。
[0032] 為了更清楚的說明輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200如何實(shí)現(xiàn)多個(gè)滾筒203的同步轉(zhuǎn)動(dòng)，W下結(jié)合圖 4進(jìn)行說明。如圖4所示為圖3的輪驅(qū)機(jī)構(gòu)200中涉及到轉(zhuǎn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)示意圖。在輪驅(qū) 機(jī)構(gòu)200中，包括一個(gè)輪驅(qū)馬達(dá)206,輪驅(qū)馬達(dá)206固定安裝在滾筒安裝板（201、202)之間， 該輪驅(qū)馬達(dá)206的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)一個(gè)同步帶輪207轉(zhuǎn)動(dòng)，同步帶輪207上設(shè)置有齒牙，用于和 同步帶205上的齒牙相互喃合；同步帶205除了用于將同步帶輪207的動(dòng)力轉(zhuǎn)移到滾筒203 上，還用于兩個(gè)滾筒203之間的動(dòng)力傳遞，即輪驅(qū)馬達(dá)206通過同步帶205與滾筒203的其 中一端傳動(dòng)連接，在該滾筒的另一端上通過同步帶205帶動(dòng)其他的滾筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于送 是一種喃合傳動(dòng)，因而同步帶與同步帶輪直接沒有相對(duì)滑動(dòng)，從而使主、從動(dòng)構(gòu)件間的傳動(dòng) 達(dá)到同步。
[0033] W下將詳細(xì)說明同步帶205及同步帶輪207如何設(shè)置；同步帶傳動(dòng)W帶齒和輪齒 依次喃合來傳遞動(dòng)力，達(dá)到同步傳動(dòng)的目的。因此在同步帶傳遞扭矩時(shí)，帶將受到拉力作 用，帶齒受到剪切，而帶齒的工作表面在進(jìn)入和退出與輪齒喃合的過程中將被磨損。因此同 步帶的主要失效形式有如下Η種：
[0034] (1)同步帶承載繩的疲勞斷裂；
[0035] 似帶齒的剪切破裂；
[0036] (3)帶齒工作表面磨損，失去原來的形狀。
[0037] 實(shí)際上，當(dāng)帶齒與帶輪的喃合齒數(shù)大于6時(shí)，帶齒的剪切強(qiáng)度大于抗拉強(qiáng)度。同