申请/专利权人：广州大学

申请日：2019-01-02

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN109591042B

主分类号：B25J15/10

分类号：B25J15/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.05.03#实质审查的生效;2019.04.09#公开

摘要：本发明提供一种机械爪，包括固定板、移动块、推动机构、上弹簧、下弹簧和爪件，推动机构安装在固定板上，移动块位于固定板的下方，固定板上设有第一通孔，推动机构通过第一通孔与移动块连接且推动机构带动移动块在竖直方向上移动，固定板上周向设置有若干爪件，爪件的上部铰接在固定板上，爪件通过上弹簧、下弹簧连接在移动块上，上弹簧的一端连接在移动块上，上弹簧的另一端连接在爪件的上部，下弹簧的一端连接在移动块上，下弹簧的另一端连接在爪件的中部，且上弹簧与爪件的连接处、下弹簧与爪件的连接处分别位于爪件与固定板连接处的两侧，承重量大，能准确抓取表面不规则的物体。

主权项：1.一种机械爪，其特征在于，包括固定板、移动块、推动机构、上弹簧、下弹簧和爪件，所述推动机构安装在所述固定板上，所述移动块位于所述固定板的下方，所述固定板上设有第一通孔，所述推动机构通过所述第一通孔与所述移动块连接且所述推动机构带动所述移动块在竖直方向上移动，所述固定板上周向设置有若干所述爪件，所述爪件的上部铰接在所述固定板上，所述爪件通过所述上弹簧、所述下弹簧连接在所述移动块上，所述上弹簧的一端连接在所述移动块上，所述上弹簧的另一端连接在所述爪件的上部，所述下弹簧的一端连接在所述移动块上，所述下弹簧的另一端连接在所述爪件的中部，且所述上弹簧与所述爪件的连接处、所述下弹簧与所述爪件的连接处分别位于所述爪件与所述固定板连接处的两侧。

全文数据：一种机械爪技术领域本发明涉及机械爪领域，特别是涉及一种机械爪。背景技术目前，机械自动化产业的发展，机械爪被广泛应用于自动化生产产业中。机械爪的研发也朝着更多功能，适应性更广的方向发展。而目前市面上存在的机械爪，存在以下不足之处：1.现有机械爪采用刚性关节，需要精确控制机械爪的抓取力和机械爪的位置。2.现有机械爪所能抓取的物体大多是表面比较规则的目标物，但当目标物体存在个体间尺寸差异或形状不一时，很难做到准确夹取，或者是需要给机械爪加压力传感器，利用压力传感器的反馈值作为闭环控制的输入信号，而这会增加控制的难度。3.现有机械爪所能承重的重量小，目标物容易脱落。发明内容针对上述现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种能准确抓取表面不规则的物体、承重量大的机械爪。为解决上述技术问题，本发明提供的机械爪，包括固定板、移动块、推动机构、上弹簧、下弹簧和爪件，所述推动机构安装在所述固定板上，所述移动块位于所述固定板的下方，所述固定板上设有第一通孔，所述推动机构通过所述第一通孔与所述移动块连接且所述推动机构带动所述移动块在竖直方向上移动，所述固定板上周向设置有若干所述爪件，所述爪件的上部铰接在所述固定板上，所述爪件通过所述上弹簧、所述下弹簧连接在所述移动块上，所述上弹簧的一端连接在所述移动块上，所述上弹簧的另一端连接在所述爪件的上部，所述下弹簧的一端连接在所述移动块上，所述下弹簧的另一端连接在所述爪件的中部，且所述上弹簧与所述爪件的连接处、所述下弹簧与所述爪件的连接处分别位于所述爪件与所述固定板连接处的两侧。进一步地，所述推动机构包括电机、丝杆和丝杆螺母，所述丝杆连接在所述电机的输出轴上，所述丝杆穿过所述第一通孔延伸至所述固定板的下方，所述丝杆螺母套装在所述丝杆外，所述移动块连接在所述丝杆螺母上。进一步地，还包括导向杆，所述导向杆连接在所述固定板上，所述移动块相对的两侧分别设有一个第二通孔，所述导向杆穿过所述第二通孔。可选地，所述固定板上周向设置有若干固定块，每个所述爪件位于两个所述固定块之间，所述固定块之间连接有固定轴，所述爪件上设置有第三通孔，所述固定轴穿过所述第三通孔。进一步地，所述爪件的底部设有防滑片。可选地，所述下弹簧的劲度系数大于所述上弹簧的劲度系数。本发明的有益效果如下：1、本发明通过推动机构带动移动块下降，拉动上弹簧，使机械爪打开；移动块上升，拉动下弹簧，机械爪合拢抓取物体。本发明设置了若干爪件，利用多爪结构来降低物体对单个爪件的压力，进而提高机械爪整体的承重量；并且利用弹簧代替刚性杆件来驱动爪件实现机械爪对物体的柔性抓取，可以自适应多种形状不一的物体，准确抓取表面不规则的物体，增大爪件和物体的接触面积，提高夹紧力。2、本发明的推动机构采用电机、丝杆和丝杆螺母，通过控制单个电机的旋转来实现机械爪的张开和收紧，可以简化机械爪结构，降低操作难度的同时提高夹取的精确度。本发明还在爪件的底部设置防滑片，提高机械爪爪件对物体的摩擦，防止物体脱落。附图说明图1为实施例的机械爪的示意图。图2为实施例的爪件的连接示意图。其中，1、固定板；2、移动块；3、上弹簧；4、下弹簧；5、爪件；6、电机；7、丝杆；8、丝杆螺母；9、导向杆；10、固定块；11、固定轴；12、防滑片。具体实施方式在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参见图1和图2，本实施例的机械爪包括固定板1、移动块2、推动机构、上弹簧3、下弹簧4和爪件5，推动机构安装在固定板1上，移动块2位于固定板1的下方，固定板1上设有第一通孔，推动机构通过第一通孔与移动块2连接且推动机构带动移动块2在竖直方向上移动，固定板1上周向设置有若干爪件5，爪件5的上部铰接在固定板1上，爪件5通过上弹簧3、下弹簧4连接在移动块2上，上弹簧3的一端连接在移动块2上，上弹簧3的另一端连接在爪件5的上部，下弹簧4的一端连接在移动块2上，下弹簧4的另一端连接在爪件5的中部，且上弹簧3与爪件5的连接处、下弹簧4与爪件5的连接处分别位于爪件5与固定板1连接处的两侧。本实施例的移动块2在推动机构的带动下，在展开机械爪的工作过程中，移动块2下移，带动上弹簧3和下弹簧4下移，此时下弹簧4收缩，上弹簧3拉伸，上弹簧3给爪件5的上部提供拉力，下弹簧4对爪件5的下部提供推力，爪件5绕与固定板1的铰接处外翻，使机械爪张开，当下弹簧3处于水平位置时，机械爪达到张开角度的最大值；在收紧机械爪的工作过程中，移动块2上移，带动上弹簧3和下弹簧4上移，此时下弹簧3拉伸，上弹簧4收缩，上弹簧3给爪件5的上部提供推力，下弹簧4对爪件5的下部提供拉力，爪件5绕与固定板1的铰接处内合，使机械爪收紧。固定板1上周向设置多个爪件5，利用多爪结构来降低物体对单个爪件的压力，进而提高机械爪整体的承重量，并且利用弹簧代替刚性杆件来驱动爪件实现机械爪对物体的柔性抓取，机械爪在与被抓取的物体接触时，各爪件5由于弹簧的柔性而可以自适应物体的表面，能更好地贴近物体的表面，增大爪件5和物体的接触面积，能适应于各种不规则物体，提高抓取力，相比刚性机械爪，由于各爪件5的推动杆件由弹簧替代，当机械爪逐步收紧时，各爪件5可以给待夹物体缓冲，不需要过于精确夹取物体的力度，并且当夹取力过大时，不会夹坏物体。此外，固定板1上的爪件5可以根据待夹取物的大致形状来更改爪件5的数量和安装位置，使其能更好地贴近物体的表面，增大爪件5和物体的接触面积，能适应于各种不规则物体，提高抓取力。在本实施例中，推动机构包括电机6、丝杆7和丝杆螺母8，丝杆7连接在电机6的输出轴上，丝杆7穿过第一通孔延伸至固定板1的下方，丝杆螺母8套装在丝杆7外，移动块2连接在丝杆螺母8上，通过控制单个电机的旋转来实现机械爪的张开和收紧，可以简化机械爪结构，降低操作难度的同时提高夹取的精确度。本发明的推动机构还可以采用气缸或者推杆电机等。另外，本实施例的机械爪还包括导向杆9，导向杆9连接在固定板1上，移动块2相对的两侧分别设有一个第二通孔，导向杆9穿过第二通孔，约束移动块2的移动，使其只能沿轴向运动。此外，本实施例的固定板1上周向设置有若干固定块10，本实施例的固定板1包括两块平行且通过支撑板连接的板件，两个板件都设有第一通孔，电机6设置在上方的板件上，固定块10设置在下方的板件上，每个爪件5位于两个固定块10之间，固定块10之间连接有固定轴11，爪件5上设置有第三通孔，固定轴11穿过第三通孔，结构简单，连接可靠。本实施例的爪件5的底部设有防滑片12，可以给予待夹物体更大的摩擦力，使待夹物体不易滑脱。另外，本实施例的下弹簧4的劲度系数大于上弹簧3的劲度系数，在机械爪夹起待夹物体后，下弹簧4主要提供待夹物体的拉力。综上，本实施例的机械爪通过爪件5铰接在固定板1上，在固定板1的下方设置由推动机构带动上下移动的移动块2，并且设有上弹簧3和下弹簧4，上弹簧3的一端连接在移动块2上，上弹簧3的另一端连接在爪件5的上部，下弹簧4的一端连接在移动块2上，下弹簧4的另一端连接在爪件5的中部，移动块2下移，带动上弹簧3和下弹簧4下移，上弹簧3拉伸，下弹簧4收缩，爪件5绕与固定板1的铰接处外翻，使机械爪张开，移动块2上移，带动上弹簧3和下弹簧4上移，上弹簧3收缩，下弹簧4拉伸，爪件5绕与固定板1的铰接处内合，使机械爪收紧，利用多爪结构来降低物体对单个爪件的压力，进而提高机械爪整体的承重量；并且利用弹簧代替刚性杆件来驱动爪件实现机械爪对物体的柔性抓取，可以自适应多种形状不一的物体，准确抓取表面不规则的物体，增大爪件和物体的接触面积，提高夹紧力。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种机械爪，其特征在于，包括固定板、移动块、推动机构、上弹簧、下弹簧和爪件，所述推动机构安装在所述固定板上，所述移动块位于所述固定板的下方，所述固定板上设有第一通孔，所述推动机构通过所述第一通孔与所述移动块连接且所述推动机构带动所述移动块在竖直方向上移动，所述固定板上周向设置有若干所述爪件，所述爪件的上部铰接在所述固定板上，所述爪件通过所述上弹簧、所述下弹簧连接在所述移动块上，所述上弹簧的一端连接在所述移动块上，所述上弹簧的另一端连接在所述爪件的上部，所述下弹簧的一端连接在所述移动块上，所述下弹簧的另一端连接在所述爪件的中部，且所述上弹簧与所述爪件的连接处、所述下弹簧与所述爪件的连接处分别位于所述爪件与所述固定板连接处的两侧。2.根据权利要求1所述的机械爪，其特征在于，所述推动机构包括电机、丝杆和丝杆螺母，所述丝杆连接在所述电机的输出轴上，所述丝杆穿过所述第一通孔延伸至所述固定板的下方，所述丝杆螺母套装在所述丝杆外，所述移动块连接在所述丝杆螺母上。3.根据权利要求1所述的机械爪，其特征在于，还包括导向杆，所述导向杆连接在所述固定板上，所述移动块相对的两侧分别设有一个第二通孔，所述导向杆穿过所述第二通孔。4.根据权利要求1所述的机械爪，其特征在于，所述固定板上周向设置有若干固定块，每个所述爪件位于两个所述固定块之间，所述固定块之间连接有固定轴，所述爪件上设置有第三通孔，所述固定轴穿过所述第三通孔。5.根据权利要求1至4任一项所述的机械爪，其特征在于，所述爪件的底部设有防滑片。6.根据权利要求1所述的机械爪，其特征在于，所述下弹簧的劲度系数大于所述上弹簧的劲度系数。

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