一种柔性机械手

1.本发明属于机械手技术领域，涉及一种柔性机械手。


背景技术：

2.随着自动化技术的发展，机械手的应用已经从传统的工业领域逐步进入到农业生产，林业规划以及医疗辅助器械当中。机械手的优点在于自动化程度高，动作灵敏快捷。目前，大多数机械手只能抓取形状规则的物体，而且当抓取对象发生变化时，机械手则不能使用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种柔性机械手，可抓取外形不规则物体。该机械手采用旋转气缸驱动，通过钢丝绳控制手部姿态，达到抓取的目的。
4.为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：一种柔性机械手，包括辅助爪1、第一弹簧圈2、硅胶片3、上弹簧支撑架4、钢丝绳5、第二弹簧圈6、下弹簧支撑架7、定位环8、滑轮9、托盘10、端盖11、旋转套筒12、从动齿轮13、外壳14和主轴20，所述托盘10固定在主轴20上；所述托盘10上表面边缘设置有定位环8，下表面边缘设置有滑轮9，且下表面的滑轮9位置与上表面的定位环8位置对应；所述硅胶片3的下端固定在托盘10上，上端固定在第一弹簧圈2上；所述硅胶片3的中间靠下部位安装有第二弹簧圈6；所述第一弹簧圈2的圆周上设置有辅助爪1；所述第一弹簧圈2的直径与托盘10的直径相等，且大于第二弹簧圈6的直径；所述旋转套筒12通过轴承安装在主轴20上；所述从动齿轮13与旋转套筒12通过键连接；所述上弹簧支撑架4和下弹簧支撑架7固定在硅胶片3的外表面；所述上弹簧支撑架4的上端与第一弹簧圈2通过铰链连接；所述下弹簧支撑架7的下端与托盘10通过铰链连接；所述上弹簧支撑架4的下端与下弹簧支撑架7的上端通过铰链连接，且该铰链固定在第二弹簧圈6上；所述端盖11加工有中心孔，且沿圆周均匀加工有8个通孔；所述端盖11嵌在外壳14上；所述主轴20穿过端盖11的中心孔；所述钢丝绳5上端固定在上弹簧支撑架4与第一弹簧圈2的铰链连接处，下端穿过定位环8和滑轮9以及端盖11上的通孔固定在旋转套筒12上。
5.所述外壳14由上下两部分对称结构组成；所述从动齿轮13和主动齿轮17相啮合；所述主动齿轮17与主动轴18通过键连接；所述主动轴18的一端通过深沟球轴承19与外壳14连接，另一端通过联轴器16与旋转气缸15连接；所述辅助爪1、上弹簧支撑架4、钢丝绳5、下弹簧支撑架7、定位环8和滑轮9的数量均为8个。
6.本发明的有益效果是：通过设置辅助爪有利于抓取任何形状的物体，利用硅胶片和弹簧支撑架的延展性可以抓取不同大小的物体，采用旋转气缸驱动响应速度快，安全可靠，且对环境无污染；通过钢丝绳控制机械手的姿态，结构简单，制造成本低。
附图说明
7.图1是本发明柔性机械手的结构示意图。
8.图2是本发明柔性机械手外壳的结构示意图。
9.附图中：1、辅助爪；2、第一弹簧圈；3、硅胶片；4、上弹簧支撑架；5、钢丝绳；6、第二弹簧圈；7、下弹簧支撑架；8、定位环；9、滑轮；10、托盘；11、端盖；12、旋转套筒；13、从动齿轮；14、外壳；15、旋转气缸；16、联轴器；17、主动齿轮；18、主动轴；19、深沟球轴承；20、主轴。
具体实施方式
10.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述，但它们不是对本发明的限制：如图1和图2所示，一种柔性机械手，包括辅助爪1、第一弹簧圈2、硅胶片3、上弹簧支撑架4、钢丝绳5、第二弹簧圈6、下弹簧支撑架7、定位环8、滑轮9、托盘10、端盖11、旋转套筒12、从动齿轮13、外壳14和主轴20，所述托盘10固定在主轴20上；所述托盘10上表面边缘设置有定位环8，下表面边缘设置有滑轮9，且下表面的滑轮9位置与上表面的定位环8位置对应；所述硅胶片3的下端固定在托盘10上，上端固定在第一弹簧圈2上；所述硅胶片3的中间靠下部位安装有第二弹簧圈6；所述第一弹簧圈2的圆周上设置有辅助爪1；所述第一弹簧圈2的直径与托盘10的直径相等，且大于第二弹簧圈6的直径；所述旋转套筒12通过轴承安装在主轴20上；所述从动齿轮13与旋转套筒12通过键连接；所述上弹簧支撑架4和下弹簧支撑架7固定在硅胶片3的外表面；所述上弹簧支撑架4的上端与第一弹簧圈2通过铰链连接；所述下弹簧支撑架7的下端与托盘10通过铰链连接；所述上弹簧支撑架4的下端与下弹簧支撑架7的上端通过铰链连接，且该铰链固定在第二弹簧圈6上；所述端盖11加工有中心孔，且沿圆周均匀加工有8个通孔；所述端盖11嵌在外壳14上；所述主轴20穿过端盖11的中心孔；所述钢丝绳5上端固定在上弹簧支撑架4与第一弹簧圈2的铰链连接处，下端穿过定位环8和滑轮9以及端盖11上的通孔固定在旋转套筒12上。
11.所述外壳14由上下两部分对称结构组成；所述从动齿轮13和主动齿轮17相啮合；所述主动齿轮17与主动轴18通过键连接；所述主动轴18的一端通过深沟球轴承19与外壳14连接，另一端通过联轴器16与旋转气缸15连接；所述辅助爪1、上弹簧支撑架4、钢丝绳5、下弹簧支撑架7、定位环8和滑轮9的数量均为8个。
12.工作过程如下：旋转气缸15带动主动轴18旋转一定的角度，主动轴18带动主动齿轮17旋转，从而带动从动齿轮13旋转一定的圈数；从动齿轮13通过键与旋转套筒12连接，因此旋转套筒12与从动齿轮13旋转相同的圈数；此时，钢丝绳5缠绕在旋转套筒12上造成长度缩短，第一弹簧圈2在钢丝绳5的拉力和上弹簧支撑架4的支持力下张开；待目标物体进入第一弹簧圈2后旋转气缸15反方向旋转，从而使钢丝绳5恢复原长，第一弹簧圈2收缩，将目标物体包裹在硅胶片3结构内，达到抓取的目的。
13.总之，以上所述仅为本发明的较佳实施范例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。


技术特征：
1.一种柔性机械手，其特征在于，包括辅助爪（1）、第一弹簧圈（2）、硅胶片（3）、上弹簧支撑架（4）、钢丝绳（5）、第二弹簧圈（6）、下弹簧支撑架（7）、定位环（8）、滑轮（9）、托盘（10）、端盖（11）、旋转套筒（12）、从动齿轮（13）、外壳（14）和主轴（20），所述托盘（10）固定在主轴（20）上；所述托盘（10）上表面边缘设置有定位环（8），下表面边缘设置有滑轮（9），且下表面的滑轮（9）位置与上表面的定位环（8）位置对应；所述硅胶片（3）的下端固定在托盘（10）上，上端固定在第一弹簧圈（2）上；所述硅胶片（3）的中间靠下部位安装有第二弹簧圈（6）；所述第一弹簧圈（2）的圆周上设置有辅助爪（1）；所述第一弹簧圈（2）的直径与托盘（10）的直径相等，且大于第二弹簧圈（6）的直径；所述旋转套筒（12）通过轴承安装在主轴（20）上；所述从动齿轮（13）与旋转套筒（12）通过键连接；所述上弹簧支撑架（4）和下弹簧支撑架（7）固定在硅胶片（3）的外表面；所述上弹簧支撑架（4）的上端与第一弹簧圈（2）通过铰链连接；所述下弹簧支撑架（7）的下端与托盘（10）通过铰链连接；所述上弹簧支撑架（4）的下端与下弹簧支撑架（7）的上端通过铰链连接，且该铰链固定在第二弹簧圈（6）上；所述端盖（11）加工有中心孔，且沿圆周均匀加工有8个通孔；所述端盖（11）嵌在外壳（14）上；所述主轴（20）穿过端盖（11）的中心孔；所述钢丝绳（5）上端固定在上弹簧支撑架（4）与第一弹簧圈（2）的铰链连接处，下端穿过定位环（8）和滑轮（9）以及端盖（11）上的通孔固定在旋转套筒（12）上。2.根据权利要求1所述的一种柔性机械手，其特征在于，所述外壳（14）由上下两部分对称结构组成；所述从动齿轮（13）和主动齿轮（17）相啮合；所述主动齿轮（17）与主动轴（18）通过键连接；所述主动轴（18）的一端通过深沟球轴承（19）与外壳（14）连接，另一端通过联轴器（16）与旋转气缸（15）连接；所述辅助爪（1）、上弹簧支撑架（4）、钢丝绳（5）、下弹簧支撑架（7）、定位环（8）和滑轮（9）的数量均为8个。

技术总结
本发明涉及机械手技术领域，且公开了一种柔性机械手。主轴穿过端盖上的中心孔与托盘连接；托盘上下表面边缘分别设置有8个定位环和滑轮；硅胶片的上下端分别固定在第一弹簧圈和托盘上，其中间靠下部位安装有第二弹簧圈；旋转套筒安装在主轴上；上弹簧支撑架和下弹簧支撑架固定在硅胶片的外表面；上弹簧支撑架的上端与第一弹簧圈通过铰链连接，下弹簧支撑架的下端与托盘通过铰链连接；上弹簧支撑架的下端与下弹簧支撑架的上端通过铰链连接，且该铰链固定在第二弹簧圈上；钢丝绳上端固定在上弹簧支撑架与第一弹簧圈的铰链连接处，下端固定在旋转套筒上；主动轴与外壳和旋转气缸连接；主动齿轮和从动齿轮相啮合。本发明可抓取外形不规则物体。规则物体。规则物体。


技术研发人员：狄海廷 孙成鑫 童琳
受保护的技术使用者：东北林业大学
技术研发日：2022.09.19
技术公布日：2022/10/25