一种微型驱动机构及机械手的制作方法

本技术涉及电动执行机构的领域，尤其是涉及一种微型驱动机构及机械手。

背景技术：

1、机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。

2、以往机械手的运动和定位，主要依靠伺服电机和各种减速箱来作为实现动作执行的机构，体积大，结构复杂，还需要集中式的驱动器，不利于设备的小型化。

技术实现思路

1、为了解决现有机械手中用于实现动作执行的机构体积大、结构复杂的问题，本技术提供一种微型驱动机构及机械手。

2、本技术提供的一种微型驱动机构及机械手采用如下的技术方案：

3、一种微型驱动机构，包括套筒和穿设于所述套筒的运动芯棒，所述运动芯棒具有磁性，所述套筒设有推拉电磁线圈，所述推拉电磁线圈能够通过磁力驱动所述运动芯棒沿轴向运动；所述微型驱动机构还包括定位组件，所述定位组件用于阻碍所述运动芯棒相对所述套筒的轴向移动，当所述推拉电磁线圈驱动所述运动芯棒时，所述定位组件对所述运动芯棒的阻碍作用解除。

4、通过采用上述技术方案，运动芯棒能够相对套筒伸缩移动，推拉电磁线圈的磁场对运动芯棒具有磁力驱动作用，在定位组件对运动芯棒的阻碍作用解除的情况下，运动芯棒能够在磁力的作用下沿轴向运动。通过控制输入推拉电磁线圈的电流大小和方向，能够控制运动芯棒移动的距离和方向；当运动芯棒移动到所需的位置后，定位组件能够用于约束运动芯棒，使运动芯棒与套筒之间的相对位置得到保持。

5、可选的，所述套筒设有位移传感器，所述位移传感器用于感应所述运动芯棒的移动情况。

6、通过采用上述技术方案，运动芯棒的移动情况能够被位移传感器反馈到后台控制系统中，后台控制系统通过对位移传感器的感应反馈结合对推拉电磁线圈的通电控制，能够更为精准地控制运动芯棒的移动位置。

7、可选的，所述定位组件位于所述套筒内侧，所述定位组件包括摩擦阻尼件和定位件，所述摩擦阻尼件通过所述定位件安装于所述运动芯棒的端部；所述摩擦阻尼件包括摩擦阻尼片和摩擦阻尼驱动件，所述摩擦阻尼片安装于所述摩擦阻尼驱动件，所述推拉电磁线圈能够通过磁力带动所述摩擦阻尼驱动件沿所述运动芯棒的轴向移动；所述摩擦阻尼片具有用于抵接所述套筒内周面的摩擦接触面；当所述推拉电磁线圈对所述摩擦阻尼驱动件施加磁力时，所述摩擦阻尼驱动件带动所述摩擦阻尼片与所述运动芯棒或与所述定位件接触变形，变形状态的所述摩擦阻尼片的所述摩擦接触面离开所述套筒的内周面。

8、通过采用上述技术方案，在摩擦阻尼件通过定位件安装到运动芯棒的情况下，摩擦阻尼件能够通过摩擦阻尼约束运动芯棒。当微型驱动机构工作时，推拉电磁线圈通电产生磁场，使推拉电磁线圈对摩擦阻尼驱动件施加磁力，摩擦阻尼驱动件在磁力的作用下带动摩擦阻尼片与运动芯棒或与定位件接触变形，变形状态的摩擦阻尼片的摩擦接触面离开套筒的内周面，使摩擦阻尼件对运动芯棒的约束作用解除；与此同时，推拉电磁线圈的磁场对运动芯棒具有磁力驱动作用。后台的控制系统能够通过位移传感器获取运动芯棒的运动变化情况，当运动芯棒移动到所需的位置后，后台控制系统控制停止对推拉电磁线圈供电，使推拉电磁线圈的磁场消失，在此情况下，摩擦阻尼片恢复变形，摩擦阻尼片的摩擦阻尼面重新抵接套筒的内周面，使摩擦阻尼片与套筒之间形成摩擦阻尼，摩擦阻尼片与套筒之间的摩擦阻尼，能够使运动芯棒的位置得到保持。

9、微型驱动机构利用运动芯棒和摩擦阻尼件的结合实现对微型驱动机构动作状态的控制，相较于传统的伺服电机和减速机结合的方式，运动芯棒和摩擦阻尼件不需要大量的部件进行传动、啮合，有利于使微型驱动机构的结构简化和小型化。

10、本技术中的微型驱动机构只需要两条电线回路，而传统机械手的伺服电机驱动机构往往需要两条以上的电线回路，因此，本技术的微型驱动机构用于机械爪时，有利于简化接线工作。

11、可选的，所述定位件包括定位片和连杆，所述连杆的一端连接所述定位片，所述连杆的另一端连接所述运动芯棒；所述摩擦阻尼件位于所述定位片和所述运动芯棒的端面之间，所述连杆穿过所述摩擦阻尼件。

12、通过采用上述技术方案，定位片通过连杆连接到运动芯棒的端部，定位片与运动芯棒之间的位置相对固定，使得安装在定位片与运动芯棒端面之间的摩擦阻尼件与运动芯棒之间的相对位置能够保持固定。

13、可选的，所述摩擦阻尼驱动件设有供所述连杆穿设的导向孔，所述摩擦阻尼件通过导向孔与所述连杆形成沿连杆轴向的滑动连接。

14、通过采用上述技术方案，推拉电磁线圈通过磁力带动摩擦阻尼件移动，在此过程中，连杆能够对摩擦阻尼件的移动进行导向，有利于使摩擦阻尼片与运动芯棒或与定位件接触时产生的变形较为均匀。

15、可选的，所述摩擦阻尼驱动件具有磁性；所述摩擦阻尼片为双面凹陷的圆饼状结构，所述摩擦阻尼片的中间部位开设有安装孔，所述摩擦阻尼片套设固定于所述摩擦阻尼驱动件；所述摩擦阻尼片的外周面为圆柱面，所述摩擦阻尼片的外周面作为摩擦接触面；所述摩擦阻尼片的外周面与两内凹面之间形成环状的转角部，所述摩擦阻尼片的两个环状的转角部分别用于抵接所述运动芯棒和所述定位片。

16、通过采用上述技术方案，以磁体作为摩擦阻尼驱动件，当推拉电磁线圈的磁场方向因电流方向的变化发生变化时，推拉电磁线圈能够驱动摩擦阻尼驱动件往正反方向移动；摩擦阻尼驱动件往其中一个方向移动时，摩擦阻尼片的一个环状的转角部与定位片接触，当摩擦阻尼驱动件往相反方向移动时，摩擦阻尼片的另一环状的转角部与运动芯棒的端面接触，无论摩擦阻尼片与定位片或与运动芯棒的端面接触，都会发生中间部位朝一侧塌陷变形的情况，从而使摩擦阻尼片的外周面偏转离开套筒的内周面，也就是摩擦阻尼接触面偏转离开套筒的内周面，使摩擦阻尼片与套筒之间的摩擦阻尼减小。

17、可选的，所述摩擦阻尼驱动件的外周面设有供所述安装孔边缘卡接的环槽。

18、通过采用上述技术方案，摩擦阻尼片通过安装孔卡接在环槽，使摩擦阻尼片固定于摩擦阻尼驱动件。

19、可选的，所述套筒包括外壳筒体和端盖，所述外壳筒体的两端贯通设置，所述端盖与所述外壳筒体的一端可拆卸连接，所述运动芯棒用于连接所述摩擦阻尼件的一端伸入所述端盖内侧。

20、通过采用上述技术方案，套筒的端盖能够与外壳套筒拆卸分离，使摩擦阻尼件能够安装到套筒的内侧。

21、可选的，所述运动芯棒用于连接所述摩擦阻尼件的一端设有限位凸缘，所述限位凸缘的外径大于所述外壳筒体的内径。

22、通过采用上述技术方案，限位凸缘限制运动芯棒沿轴向的位置，使运动芯棒连接摩擦阻尼件的一端能够保持在端盖的内侧，相应的，有助于避免运动芯棒完全脱出套筒。

23、一种机械手，包括多个依次互相活动连接的活动构件，相邻的两个所述活动构件之间构成转动副或球面副，相邻的两个所述活动构件之间连接有上述任意一种所述的微型驱动机构，所述微型驱动机构用于驱动相邻的两个所述活动构件之间相对旋转。

24、通过采用上述技术方案，机械手的相邻两个活动构件之间利用微型驱动机构进行弯曲驱动，微型驱动机构结构简单，相较于传统的伺服驱动机构，更为便于制造成微小型的尺寸，机械手通过该弯曲控制方式特别适合实现机械手的中空结构，便于中间安装其他的执行部件，比如激光焊枪、氯弧焊枪、机械抓钩、照明灯和视觉光纤等。

25、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

26、1.微型驱动机构利用运动芯棒和摩擦阻尼件的结合实现对微型驱动机构动作状态的控制，相较于传统的伺服电机和减速机结合的方式，运动芯棒和摩擦阻尼件不需要大量的部件进行传动、啮合，有利于使微型驱动机构的结构简化和小型化。

27、2.机械手的相邻两个活动构件之间利用微型驱动机构进行弯曲驱动，机械手通过该弯曲控制方式特别适合实现机械手的中空结构，便于中间安装其他的执行部件，比如激光焊枪、氯弧焊枪、机械抓钩、照明灯和视觉光纤等。