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一种抓取力自适应手爪

阅读：1016发布：2020-07-08

专利汇可以提供一种抓取力自适应手爪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型属于机器人领域。本实用新型提供了一种抓取力自适应手爪，包括夹持片、接触力传感器、连接杆、齿轮、电机、安装支座和控制单元。所述控制单元根据所述接触力传感器检测到的所述夹持片上的抓取力，控制所述电机驱动所述齿轮转动，通过所述连接杆带动，使所述夹持片根据检测力执行开合抓取作业，从而使手爪安全、可靠抓取物体，或者模拟人手运动自适应抓取物体。本实用新型结构简单，能用在自动化装备或系统对特定对象进行抓取、搬运和拿放的场合。，下面是一种抓取力自适应手爪专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种抓取力自适应手爪，其特征在于，包括夹持片（1）、接触力传感器（2）、连接杆（3）、齿轮（4）、电机（5）、安装支座（6）和控制单元（7）；
所述夹持片（1）固定连接在所述接触力传感器（2）的探头上，所述接触力传感器（2）的基座与所述连接杆（3）的端头固定连接，所述连接杆（3）的尾端固定连接在所述齿轮（4）上，所述齿轮（4）与所述安装支座（6）以转动副形式铰接，从而构成以所述齿轮（4）的铰接点为中心摆转的夹持机构，并以所述安装支座（6）为底座，以两对所述齿轮（4）啮合线为对称轴，安装布局两套夹持机构，从而构成以两对所述齿轮（4）啮合连接的摆转抓取手爪；
所述电机（5）的机身固定连接在所述安装支座（6）上，其输出轴连通所述齿轮（4），使得所述电机（5）驱动所述齿轮（4）转动，从而带动夹持机构开合进行抓取作业；
所述控制单元（7）分别与所述电机（5）、所述接触力传感器（2）电连接，所述接触力传感器（2）用于检测所述夹持片（1）上的抓取力，并将信号传送给所述控制单元（7），所述控制单元（7）根据检测信号通过控制所述电机（5）驱动所述齿轮（4）转动，使所述夹持片（1）根据检测力执行开合抓取作业。
2.根据权利要求1所述的一种抓取力自适应手爪，其特征在于，所述夹持片（1）的开合大小与抓取物的外形尺寸一致，其夹持面形状与抓取物的外廓形状一致。
3.根据权利要求1所述的一种抓取力自适应手爪，其特征在于，所述接触力传感器（2）是能检测接触压力的传感器。
4.根据权利要求1所述的一种抓取力自适应手爪，其特征在于，所述电机（5）是具有控制转动量的步进电机或伺服电机中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种抓取力自适应手爪，其特征在于，所述接触力传感器（2）的检测信号通过变送器-AD转换后传递给所述控制单元（7）。
6.根据权利要求1所述的一种抓取力自适应手爪，其特征在于，所述控制单元（7）能根据检测力的大小调节所述电机（5）的转动量，从而控制所述夹持片（1）执行抓取作业。

说明书全文

一种抓取力自适应手爪

技术领域

[0001] 本实用新型属于机器人领域，尤其涉及一种抓取力自适应手爪。

背景技术

[0002] 机械手爪广泛用于自动化装备或系统对特定对象进行抓取、搬运和拿放的场合。目前通用的机械手爪结构复杂，采用多指结构，对空间几何形状简单物体的抓取、搬运和拿放比较方便，但难以实现自适应安全抓取或高度仿人手抓取运动。为了安全、简单、可靠抓取物体，或者模拟人手运动自适应抓取物体，有必要提供一种新型的成本低、可靠性高的手爪。
实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是提供一种抓取力自适应手爪，利用接触力传感器检测抓取力，反馈调节齿轮啮合转动量，使夹持量适应抓取力要求，从而使手爪具有自适应、驱动少、成本低、可靠性高等特点。

[0004] 本实用新型的技术方案是：一种抓取力自适应手爪，包括夹持片、接触力传感器、连接杆、齿轮、电机、安装支座和控制单元；

[0005] 所述夹持片固定连接在所述接触力传感器的探头上，所述接触力传感器的基座与所述连接杆的端头固定连接，所述连接杆的尾端固定连接在所述齿轮上，所述齿轮与所述安装支座以转动副形式铰接，从而构成以所述齿轮的铰接点为中心摆转的夹持机构，并以所述安装支座为底座，以两对所述齿轮啮合线为对称轴，安装布局两套夹持机构，从而构成以两对所述齿轮啮合连接的摆转抓取手爪；

[0006] 所述电机的机身固定连接在所述安装支座上，其输出轴连通所述齿轮，使得所述电机驱动所述齿轮转动，从而带动夹持机构开合进行抓取作业；

[0007] 所述控制单元分别与所述电机、所述接触力传感器电连接，所述接触力传感器用于检测所述夹持片上的抓取力，并将信号传送给所述控制单元，所述控制单元根据检测信号通过控制所述电机驱动所述齿轮转动，使所述夹持片根据检测力执行开合抓取作业。

[0008] 上述方案中，所述夹持片的开合大小与抓取物的外形尺寸一致，其夹持面形状与抓取物的外廓形状一致。

[0009] 上述方案中，所述接触力传感器是能检测接触压力的传感器。

[0010] 上述方案中，所述电机是具有控制转动量的步进电机或伺服电机中的一种。

[0011] 上述方案中，所述接触力传感器的检测信号通过变送器-AD转换后传递给所述控制单元。

[0012] 上述方案中，所述控制单元能根据检测力的大小调节所述电机的转动量，从而控制所述夹持片执行抓取作业。

[0013] 本实用新型的有益效果是：相较于现有技术，本实用新型所述的一种抓取力自适应手爪利用接触力传感器检测抓取力，反馈调节齿轮啮合转动量，使夹持量适应抓取力要求，从而使手爪具有自适应、驱动少、成本低、可靠性高等特点，达到安全、简单、可靠抓取物体，或者模拟人手运动自适应抓取物体。附图说明

[0014] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

[0015] 图1是本实用新型一实施方式的整体结构示意图。

[0016] 图中：1、夹持片；2、接触力传感器；3、连接杆；4、齿轮；5、电机；6、安装支座；7、控制单元。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

[0018] 图1所示为所述抓取力自适应手爪的一种实施方式，所述抓取力自适应手爪，包括夹持片1、接触力传感器2、连接杆3、齿轮4、电机5、安装支座6和控制单元7；

[0019] 所述夹持片1固定连接在所述接触力传感器2的探头上，所述接触力传感器2的基座与所述连接杆3的端头固定连接，所述连接杆3的尾端固定连接在所述齿轮4上，所述齿轮4与所述安装支座6以转动副形式铰接，从而构成以所述齿轮4的铰接点为中心摆转的夹持机构，并以所述安装支座6为底座，以两对所述齿轮4啮合线为对称轴，安装布局两套夹持机构，从而构成以两对所述齿轮4啮合连接的摆转抓取手爪；

[0020] 所述电机5的机身固定连接在所述安装支座6上，其输出轴连通所述齿轮4，使得所述电机5驱动所述齿轮4转动，从而带动夹持机构开合进行抓取作业；

[0021] 所述控制单元7分别与所述电机5、所述接触力传感器2电连接，所述接触力传感器2用于检测所述夹持片1上的抓取力，并将信号传送给所述控制单元7，所述控制单元7根据检测信号通过控制所述电机5驱动所述齿轮4转动，使所述夹持片1根据检测力执行开合抓取作业。

[0022] 所述夹持片1的开合大小与抓取物的外形尺寸一致，其夹持面形状与抓取物的外廓形状一致。

[0023] 所述接触力传感器2是能检测接触压力的传感器。

[0024] 所述电机5是具有控制转动量的步进电机或伺服电机中任一种。

[0025] 所述接触力传感器2的检测信号通过变送器-AD转换后传递给所述控制单元7。

[0026] 所述控制单元7能根据检测力的大小调节所述电机5的转动量，从而控制所述夹持片1执行抓取作业。

[0027] 工作过程如下：

[0028] S1、根据抓取目标物的力学特性测出需要的抓取力，作为设定值寄存到所述控制单元7里；

[0029] S2、将手爪安装到工作部件上，工作部件执行抓取动作，所述控制单元7控制所述电机5驱动所述齿轮4转动，所述夹持片1闭合抓取目标物；

[0030] S3、所述接触力传感器2检测所述夹持片1上的抓取力，并将信号传送给所述控制单元7，所述控制单元7将实测抓取力与设定的抓取目标物需要的抓取力进行比较，当达到抓取力要求时，所述控制单元7控制所述电机5停止驱动所述齿轮4转动，完成对目标物的自适应抓取控制。

[0031] S4、所述控制单元7控制所述电机5反方向驱动驱动所述齿轮4转动，使所述夹持片1打开，完成对对目标物的释放。

[0032] 应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

[0033] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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