一种抓取时无拖曳运动的自动对齐式抓取机械手 专利技术说明

五金工具产品及配附件制造技术1.本发明主要涉及机械手技术领域，特指一种抓取时无拖曳运动的自动对齐式抓取机械手。背景技术：2.随着自动化技术的提高，物体的自动抓取和输送成为一种发展趋势。现有技术中常采用双手指的抓取机械手实现对物体的精确抓取，然而，由于被抓取物体的非对称性、机械手与被抓取物体的中心线难以高度对齐等多种因素的存在，从而使得抓取机械手中不同的手指与被抓取物体之间的间距不等，这种间距不等会造成抓取过程中先抵触被抓取物体的手指推动被抓取物体在地面上滑动，即抓取过程中被抓取物体存在一定的拖曳运动，降低了抓取的精度及稳定性。因此，亟需设计一种无拖曳运动的抓取机械手。技术实现要素：3.本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构合理、通过抓取过程中手指反向漂移消除被抓取物体的拖曳运动、从而达到自动对齐效果的机械手。4.为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为，一种抓取时无拖曳运动的自动对齐式抓取机械手，包括手掌板，还包括：沿y轴方向开设于所述手掌板上的漂移滑槽，滑动装设于所述漂移滑槽中的漂移滑块，装设于所述漂移滑槽中且两端分别与所述漂移滑块和漂移滑槽相连的复位弹簧，固定装设在所述漂移滑块上的漂移手指板，转动装设在所述漂移手指板上的开合齿轮，驱动所述开合齿轮转动的开合电机，沿y轴方向开设于所述漂移手指板上的开合滑槽，滑动装设在所述开合滑槽中且位于所述开合齿轮左右两侧的开合滑块a和开合滑块b，分别与所述开合滑块a和开合滑块b固定相连的手指a和手指b，平行于所述开合滑槽且一端与所述手指a固定相连的开合齿条a，平行于所述开合滑槽且一端与所述手指b固定相连的开合齿条b，沿x轴方向滑动装设在所述手掌板上的定位齿条，转动装设在所述手掌板上且与所述定位齿条啮合传动的定位齿轮，驱动所述定位齿轮转动的定位电机，与所述定位齿条弹性滑动相连的定位杆，以及固定装设于定位杆靠近所述漂移手指板一端的定位凸台。5.所述开合齿轮与所述开合齿条a和开合齿条b啮合传动；所述漂移手指板一侧设有等间隔分布的若干个定位凹槽，所述定位凹槽与所述定位凸台相适配。6.进一步地，所述复位弹簧的数量为两根，两根所述复位弹簧关于所述漂移滑块对称装设。7.进一步地，所述定位杆的一端与所述定位齿条采用定位弹簧相连。8.进一步地，所述手指a和手指b之间装设一根抗拉螺旋弹簧。9.进一步地，所述手指a和手指b与被抓取物体接触的一端均设有表面粗糙的弹性垫。10.本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种抓取时无拖曳运动的自动对齐式抓取机械手，设有可以沿手指a和手指b开合方向自由滑动的手指漂移板，从而使得抓取物体过程中手指a和手指b可以随手指漂移板一起漂移滑动，且滑动方向为由远离被抓取物体的手指向已经抵触到被抓取物体的手指，直至手指a和手指b均抵触到被抓取物体，即抓取过程中不会造成物体的拖曳运动，从而实现自动对心抓取；此外，本发明的手掌板上还设有弹性滑动装设在定位齿条上、且端部设有定位凸台的定位杆，当抓取结束后，定位凸台进入设置在漂移手指板上的定位凹槽中，从而阻止了漂移手指板的自由滑动，增加了被抓取物体在输送过程中的运动稳定性。由此可知，本发明是一种结构合理、通过抓取过程中手指反向漂移消除被抓取物体的拖曳运动、从而达到自动对齐效果的机械手。附图说明11.图1是本发明的一种抓取时无拖曳运动的自动对齐式抓取机械手的结构原理示意图。12.图2是本发明的漂移滑块与手掌板的连接关系示意图。13.图3是本发明的定位杆、定位凸台与定位齿条的连接关系示意图。14.图中，1—手掌板；10—被抓取物体；101—漂移滑槽；102—漂移滑块；103—复位弹簧；2—漂移手指板；201—开合滑槽；202—定位凹槽；31—手指a；32—手指b；33—开合齿条a；34—开合齿条b；35—开合齿轮；36—开合滑块a；37—开合滑块b；41—定位电机；42—定位齿轮；43—定位齿条；44—定位杆；45—定位弹簧；46—定位凸台。具体实施方式15.以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，为了便于理解本发明的技术方案，将手指a31和手指b32的开合运动方向记载为y轴方向，与y轴垂直的方向记载为x轴方向；将定位凸台46抵紧漂移手指板2的状态，记载为漂移手指板2处于定位状态，定位凸台46从定位凹槽202中退出且远离漂移手指板2的状态，记载为漂移手指板2处于漂移状态。16.参见图1至图3，本发明的一种抓取时无拖曳运动的自动对齐式抓取机械手，它包括手掌板1，沿y轴方向开设于手掌板1上的漂移滑槽101，滑动装设于漂移滑槽101中的漂移滑块102，装设于漂移滑槽101中且两端分别与漂移滑块102和漂移滑槽101相连的复位弹簧103，固定装设在漂移滑块102上的漂移手指板2，转动装设在漂移手指板2上的开合齿轮35，驱动开合齿轮35转动的开合电机(图中未示出)，沿y轴方向开设于漂移手指板2上的开合滑槽201，滑动装设在开合滑槽201中且位于开合齿轮35左右两侧的开合滑块a36和开合滑块b37，分别与开合滑块a36和开合滑块b37固定相连的手指a31和手指b32，平行于开合滑槽201且一端与手指a31固定相连的开合齿条a33，平行于开合滑槽201且一端与手指b32固定相连的开合齿条b34，沿x轴方向滑动装设在手掌板1上的定位齿条43，转动装设在手掌板1上且与定位齿条43啮合传动的定位齿轮42，驱动定位齿轮42转动的定位电机41，与定位齿条43弹性滑动相连的定位杆44，以及固定装设于定位杆44靠近漂移手指板2一端的定位凸台46。具体实施时，将手掌板1与机器人的机械臂固定相连，漂移滑槽102和开合滑槽201均沿y轴方向开设，开合齿条a33和开合齿条b34平行于开合滑槽201装设且与开合齿轮35啮合传动；手掌板1上沿x轴方向开设一条定位滑槽(图中未示出)，定位滑槽(图中未示出)中滑动装设一个定位滑块(图中未示出)，定位齿条43沿x轴方向装设且与定位滑块(图中未示出)固定相连。开合电机(图中未示出)驱动开合齿轮35逆时针方向转动时，手指a31和手指b32相互远离从而释放被抓取物体10；开合电机(图中未示出)驱动开合齿轮35顺时针方向转动时，手指a31和手指b32相互靠近从而抓取被抓取物体10；定位电机41驱动定位齿轮42逆时针方向转动时，定位齿条43沿x轴方向向着漂移手指板2的方向平动；定位电机41驱动定位齿轮42顺时针方向转动时，定位齿条43沿x轴方向向着远离漂移手指板2的方向平动。17.漂移手指板2靠近定位杆44的一侧连续设有等间隔分布的若干个定位凹槽202，定位凹槽202与定位凸台46相适配。具体实施时，手指a31和手指b32之间装设一根抗拉螺旋弹簧(图中未示出)，且使得抗拉螺旋弹簧(图中未示出)始终处于受拉伸状态，从而消除开合齿轮35与开合齿条a33、开合齿条b34之间的啮合间隙，提高抓取精度；手指a31和手指b32与被抓取物体10接触的一端均设有表面粗糙的弹性垫，一方面可以避免被抓取物体10因抓取力过大而损伤，另一方面可以增加抓取摩擦力。18.作为优选地，复位弹簧103的数量为两根，两根复位弹簧103关于漂移滑块102对称装设。具体实施时，复位弹簧103选用抗拉压型金属螺旋弹簧，复位弹簧103的刚度足够小。具体使用时，手指a31和手指b32抓取被抓取物体10前，先通过定位电机41驱动定位齿轮42顺时针方向转动，使得定位凸台46从定位凹槽202中退出，从而使得抓取过程中，当手指a31或手指b32接触到被抓取物体10时，漂移手指板2可以自由地滑动，从而确保手指a31和手指b32抓取被抓取物体10后，被抓取物体10不会发生拖曳行为。当手指a31和手指b32释放掉被抓取物体10，且定位凸台10在定位齿条43的作用下从定位凹槽202中退出后，复位弹簧103可以使得漂移手指板2复位。19.作为优选地，定位杆44的一端与定位齿条43采用定位弹簧45相连。采用定位弹簧45为定位凸台46提供了x轴方向的柔性滑动和定位接触压力；如果漂移手指板2发生一定距离的漂移后，定位凸台46不能与任何一个定位凹槽202正对齐，那么当手指a31和手指b32抓取被抓取物体10使其离开地面后，漂移手指板2可以沿复位方向发生微小的位移，从而使得定位凸台46自动进入邻近的一个定位凹槽202中，从而增加了被抓取物体10在输送过程中的稳定性。20.本发明的工作过程和工作原理如下：第一步、机器人的机械臂驱动手掌板1运动，使处于张开状态的手指a31和手指b32运动至被抓取物体10的左右两侧，此时手指a31与被抓取物体10之间的最小距离一般不等于手指b32与被抓取物体10之间的最小距离，此时漂移手指板2处于定位状态；第二步、定位电机41驱动定位齿轮42顺时针方向转动，定位凸台46远离漂移手指板2的定位凹槽202，此时漂移手指板2处于漂移状态；第三步、开合电机(图中未示出)驱动开合齿轮35顺时针方向转动，手指a31和手指b32同步相向运动，直至其中一个手指先抵触到被抓取物体10，不妨认为手指b32先抵触到被抓取物体10；第四步、漂移手指板2沿y轴方向由手指a31向着手指b32的方向漂移，与此同时，手指a31和手指b32同步相向运动，直至手指a31和手指b32均抵触到被抓取物体10；该过程中，虽然开合电机(图中未示出)继续驱动开合齿轮35顺时针方向转动，但被抓取物体10不会被手指b32拖曳而运动，即被抓取物体10与地面无相对滑动；第五步、定位电机41驱动定位齿轮42逆时针方向转动，定位凸台46向着漂移手指板2的方向运动并进入到定位凹槽202中，此时漂移手指板2处于定位状态；第六步、机器人的机械臂驱动手掌板1运动，带动被抓取物体10运动至目的地；开合电机(图中未示出)驱动开合齿轮35逆时针方向转动，手指a31和手指b32相互远离从而释放被抓取物体10；第七步、定位电机41驱动定位齿轮42顺时针方向转动，定位凸台46远离漂移手指板2的定位凹槽202，漂移手指板2在复位弹簧103的作用下复位，此时漂移手指板2处于漂移状态；第八步、定位电机41驱动定位齿轮42逆时针方向转动，定位凸台46向着漂移手指板2的方向运动并进入到定位凹槽202中，此时漂移手指板2处于复位后的定位状态。21.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。









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