本發(fā)明屬于機(jī)器人手技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抓吊適應(yīng)性機(jī)器手。

背景技術(shù)：

機(jī)器人手在機(jī)器人領(lǐng)域中有廣泛的用途，用于將機(jī)器人與物體臨時連接和固定起來，并能夠在適當(dāng)?shù)臅r候進(jìn)行釋放，實現(xiàn)了抓取物體和放開物體，一些機(jī)器人手為了降低成本被制作成兩個相對運(yùn)動的部分，以便于最簡單的實現(xiàn)抓取和釋放功能。機(jī)器人手的自適應(yīng)性是指在抓取前并未知曉要抓取的物體是何種形狀與大小，在抓取中也未對抓取的物體進(jìn)行傳感檢測，但是卻可以自適應(yīng)地抓取，這種對于物體形狀、大小的自動適應(yīng)性能使得機(jī)器人手在實現(xiàn)更為廣泛抓取不同物體的同時并不增加傳感與控制需求。

機(jī)器人手有許多模仿人手的結(jié)構(gòu)，設(shè)計為具有更多的手指和手指上具有若干關(guān)節(jié)，但是那樣會采用機(jī)械系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和控制算法，增加了復(fù)雜度和高昂的成本。

現(xiàn)有夾持器抓持穩(wěn)定性性差，對目標(biāo)物體的抓持力由加持臂合攏而產(chǎn)生，僅能采用抓持力的力封閉抓取物體，缺少較好的包絡(luò)式形封閉抓取效果，因為力封閉抓取物體未必一定會產(chǎn)生形封閉抓取，但是形封閉抓取一定包括了力封閉抓取，因此抓取穩(wěn)定性以達(dá)到形封閉為最好。傳統(tǒng)的夾持器無法做到多向抓持，對目標(biāo)物體施加抓取力時，該抓取力只能產(chǎn)生的僅僅是一維夾持模式，夾持效果差，對于特定方向放置的長條狀物體抓持失效，當(dāng)目標(biāo)物體與該方向垂直且目標(biāo)物體在該方向上大于該夾持臂的長度，則無法實現(xiàn)夾持，如抓取一個球狀的物體則無法實現(xiàn)，夾持臂及絞接部分均暴露在工作環(huán)境中，在充滿粉塵、飛絮的工廠車間環(huán)境中，絞接部分之間易夾入小的異物，會因為積滿塵絮纖維而無法轉(zhuǎn)動，各種影響和減小使用壽命的因素很多，在多粉塵的食品、紡織、礦業(yè)開采等工廠車間中，塵土吸附集聚在長桿及滑槽中，大大影響夾持器在絞接部分的基礎(chǔ)上進(jìn)行滑動的效果，甚至產(chǎn)生故障，長期使用的可靠性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足，提供一種抓吊適應(yīng)性機(jī)器手，用于抓取或起吊物體，對物體大小和形狀具有自適應(yīng)性，實現(xiàn)對物體的多向抓持效果和起吊物體，能夠在多個方向?qū)ξ矬w提供抓持力或者單一方向進(jìn)行起吊，對不同方向放置的各種形狀(包括圓狀)物體均可有效抓持。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種抓吊適應(yīng)性機(jī)器手，包括蝸桿1、渦輪2、滾筒3、端口蓋4、定滑輪5、鋼繩6、彈簧Ⅰ7、基座8、基座盤Ⅰ9、固定支架10、基座盤Ⅱ11、夾持桿12、吊鉤16、彈簧Ⅱ18、彈簧Ⅲ19、牽引繩20，渦輪2和蝸桿1嚙合，滾筒3與渦輪2連接，滾筒3上饒有鋼繩6，鋼繩6一端設(shè)有吊鉤16，蝸桿1、渦輪2、滾筒3設(shè)置在基座8內(nèi)，基座8底部設(shè)有基座盤Ⅰ9，基座盤Ⅰ9中心通孔，中心通孔上設(shè)有端口蓋4，端口蓋4中間開孔，基座盤Ⅰ9上以端口蓋4為中心在同一圓周上開有三個以上的條形通孔Ⅰ14，三個以上的定滑輪5設(shè)置在基座盤Ⅰ9上并位于端口蓋4和條形通孔Ⅰ14之間，條形通孔Ⅰ14內(nèi)設(shè)有彈簧Ⅰ7，基座盤Ⅰ9與基座盤Ⅱ11通過固定支架10連接，基座盤Ⅱ11中心通孔且在與基座盤Ⅰ9條形通孔Ⅰ14對應(yīng)的位置開有條形通孔，條形通孔內(nèi)設(shè)有彈簧Ⅲ19，夾持桿12穿過基座盤Ⅰ9上的條形通孔Ⅰ14和基座盤Ⅱ11上面的條形通孔，牽引繩20一端設(shè)置在夾持桿12上，牽引繩20的另一端繞過定滑輪5后連接在端口蓋4上，夾持桿12頂部設(shè)有彈簧Ⅱ18，彈簧Ⅱ18設(shè)置在基座8內(nèi)。

所述端口蓋4為車輪狀，包括車轂、輪圈和輻條。

所述基座8底部與基座盤Ⅰ9上條形通孔Ⅰ14對應(yīng)位置開有彈簧槽21，彈簧Ⅱ18設(shè)置在彈簧槽21內(nèi)。

所述夾持桿12為剛性桿，由強(qiáng)度剛度高度不可受力變形的材料（如YG3、YT5、W18Cr4V等）制成。

所述夾持桿12底部設(shè)有橡膠外套13。

所述鋼繩6和牽引繩20為麻芯鋼絲繩或鋼芯鋼絲繩。

所述蝸桿1采用電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)設(shè)置在基座8內(nèi)部。

所述夾持桿12為彎曲桿，由兩根直桿通過連接彎管連接形成。

工作時，電機(jī)驅(qū)動蝸桿1和渦輪2，帶動滾筒3轉(zhuǎn)動，滾筒3饒起鋼繩6，鋼繩6將吊鉤16拉起，吊鉤16上升到端口蓋4的位置后，勾住端口蓋4一起向上運(yùn)動，端口蓋4拉動牽引繩20，牽引繩20繞過定滑輪5拉動夾持桿12，夾持桿12壓迫彈簧Ⅰ7和彈簧Ⅲ19向中間移動，如果待抓物體形狀不固定，出現(xiàn)凹凸不平，因為夾持桿12頂部設(shè)有彈簧Ⅱ18，夾持桿12受力往上移動，以達(dá)到合適的抓取位置，將待取物體抓?。蝗舸∥矬w上有可供吊鉤16吊起的吊環(huán)或是孔洞時，直接放下吊鉤16將物體吊起。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出特點(diǎn)：

1、利用渦輪和蝸桿進(jìn)行驅(qū)動，突然斷電時，抓取物不會掉落，更加安全。

2、滾筒帶動鋼繩，拉動鋼繩上的吊鉤，吊鉤既可以起吊物體又可以拉緊端口盤上的牽引繩，起到一物兩用的功能。

3、根據(jù)需要設(shè)置多個夾持桿，實現(xiàn)對物體大小和形狀的自適應(yīng)功能，對不同方向放置的各種形狀(包括圓柱狀)物體均可有效抓持。

4、利用鋼繩的牽引力，通過使用定滑輪來改變力的方向，使多個夾持桿向裝置的中心靠攏，達(dá)到對物體的多向抓持作用。

5、蝸桿、渦輪、滾筒封閉在了裝置內(nèi)部，因此該裝置適合在比較惡劣(如存在較多粉塵、飛絮)的工作環(huán)境中使用，長期使用的可靠性好，使用壽命長。

6、由于實現(xiàn)了多向抓取，能夠在多個方向?qū)δ繕?biāo)物體提供抓持力，夾持桿底部設(shè)有橡膠外套，能夠依靠夾持桿擠壓的橡膠外套與目標(biāo)物體接觸點(diǎn)之間產(chǎn)生局部高摩擦區(qū)域，進(jìn)一步依靠摩擦力輔助抓取，因此抓持穩(wěn)定性高。

7、該裝置結(jié)構(gòu)簡單，僅需從渦輪蝸桿裝置獲得驅(qū)動力，就可以輕松讓夾持桿向裝置的中心靠攏，達(dá)到對物體的多向抓持目的，能耗低、抓持快速、耗時短。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明部分放大圖；

圖4是本發(fā)明基座仰視圖；

圖5是本發(fā)明部分部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明基座盤Ⅰ與定滑輪的結(jié)構(gòu)示意圖（a為俯視圖，b為側(cè)視圖，c為仰視圖，d為立體圖）；

圖8是本發(fā)明基座盤Ⅰ和端口蓋配合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明抓取圓筒狀物體的示意圖；

圖10是本發(fā)明抓取帶吊環(huán)物體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-蝸桿，2-蝸輪，3-滾筒，4-端口蓋，5-定滑輪，6-鋼繩，7-彈簧Ⅰ，8-基座，9-基座盤Ⅰ，10-固定支架，11-基座盤Ⅱ，12-夾持桿，13-橡膠外套，14-條形通孔Ⅰ，15-目標(biāo)物Ⅰ，16-吊鉤，17-目標(biāo)物Ⅱ，18-彈簧Ⅱ，19-彈簧Ⅲ，20-牽引繩，21-彈簧槽。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作原理及工作過程。

實施例1

本實施例所述一種抓吊適應(yīng)性機(jī)器手，如圖1至8所示，包括蝸桿1、渦輪2、滾筒3、端口蓋4、定滑輪5、鋼繩6、彈簧Ⅰ7、基座8、基座盤Ⅰ9、固定支架10、基座盤Ⅱ11、夾持桿12、吊鉤16、彈簧Ⅱ18、彈簧Ⅲ19、牽引繩20，渦輪2和蝸桿1嚙合，滾筒3連接在渦輪2上，滾筒3上饒有鋼繩6，鋼繩6一端設(shè)有吊鉤16，蝸桿1、渦輪2、滾筒3設(shè)置在基座8內(nèi)，基座8底部設(shè)有基座盤Ⅰ9，基座盤Ⅰ9中心通孔，中心通孔上設(shè)有端口蓋4，端口蓋4為車輪狀，包括車轂、輪圈和輻條，基座盤Ⅰ9上以端口蓋4為中心在同一圓周上開有8個條形通孔Ⅰ14，基座盤Ⅰ9底部設(shè)有8個定滑輪5，定滑輪5位于條形通孔Ⅰ14與端口蓋4之間，每個條形通孔Ⅰ14內(nèi)均設(shè)有彈簧Ⅰ7，基座盤Ⅱ11和基座盤Ⅰ9固定在4個固定支架10上，基座盤Ⅱ11中心通孔，基座盤Ⅱ11在與基座盤Ⅰ9條形通孔Ⅰ14對應(yīng)的位置開有8個條形通孔，8個條形通孔內(nèi)均設(shè)有彈簧Ⅲ19，彈簧Ⅰ7和彈簧Ⅲ19自然狀態(tài)時比所在條形通孔長度短，夾持桿12穿過基座盤Ⅰ9上的條形通孔Ⅰ14和基座盤Ⅱ11上面的條形通孔，夾持桿12的數(shù)量為8根，牽引繩20一端固定在基座盤Ⅰ9和基座盤Ⅱ11之間的夾持桿12上，牽引繩20另一端繞過定滑輪5后連接在車輪狀的端口蓋4的輪圈上，夾持桿12頂部設(shè)有彈簧Ⅱ18，基座8底部開有彈簧槽21，彈簧Ⅱ18設(shè)置在彈簧槽21內(nèi)，夾持桿12底部設(shè)有橡膠外套13，夾持桿12為彎曲的剛性桿，由兩根平行的直桿通過連接彎管連接形成，直桿和連接管均為高度不可受力變形的材料YG3制成，蝸桿1采用電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)設(shè)置在基座8內(nèi)部，鋼繩6和牽引繩20為鋼芯鋼絲繩，彈簧Ⅰ7、彈簧Ⅱ18、彈簧Ⅲ19為常規(guī)市售彈簧。

工作時，電機(jī)驅(qū)動蝸桿1帶動渦輪2，渦輪2帶動滾筒3轉(zhuǎn)動，滾筒3饒起鋼繩6，鋼繩6將吊鉤16拉起，吊鉤16上升到端口蓋4的位置后，勾住端口蓋4一起向上運(yùn)動，端口蓋4拉動牽引繩20，牽引繩20繞過定滑輪5拉動夾持桿12，夾持桿12壓迫基座盤Ⅰ9條形通孔Ⅰ14內(nèi)的彈簧Ⅰ7和基座盤Ⅱ11條形通孔內(nèi)的彈簧Ⅲ19向中間移動，夾持桿12將待取物體抓取。

如果待抓物體形狀不固定，出現(xiàn)凹凸不平，因為夾持桿12頂部設(shè)有彈簧Ⅱ18，夾持桿12受豎直方向的力，夾持桿12向上壓迫彈簧Ⅱ18向上運(yùn)動，每根夾持桿12達(dá)到合適的豎向位置，滾筒3轉(zhuǎn)動拉起吊鉤16，吊鉤16吊起到達(dá)端口蓋4后向上拉起端口蓋4，端口蓋4拉動牽引繩20，牽引繩20繞過定滑輪5拉動夾持桿12，定滑輪5改變力的方向，使夾持桿12壓迫彈簧Ⅰ7和彈簧Ⅲ19向中間移動，夾持桿12達(dá)到合適的位置后，將目標(biāo)物Ⅰ15夾緊后抓取，如圖9所示。

如果待取物體上有可供吊鉤16吊起的吊環(huán)或是孔洞時，如圖10所示，直接用滾筒3放下吊鉤16將目標(biāo)物Ⅱ17吊起。

可以根據(jù)需要改變夾持桿12的數(shù)量，以達(dá)到最好的夾持效果。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。