本發(fā)明涉及機(jī)器人，尤其涉及一種具備大展收比特性與力感知能力的柔性機(jī)械手。

背景技術(shù)：

1、在自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)迅速發(fā)展的今天，機(jī)械手的應(yīng)用已遍及航天、水下作業(yè)、醫(yī)療手術(shù)等多個(gè)高精尖領(lǐng)域。這些應(yīng)用環(huán)境往往具有空間狹窄、形狀復(fù)雜或需要高度靈活與精確操作的特點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的剛性機(jī)械手在這些特殊環(huán)境下面臨著多個(gè)挑戰(zhàn)：

2、1.剛性與適應(yīng)性不足：剛性機(jī)械手由硬質(zhì)材料制成，雖然穩(wěn)定性和精確性較高，但在需要適應(yīng)不規(guī)則形狀或柔軟物體的環(huán)境中，其硬質(zhì)特性可能導(dǎo)致無(wú)法有效抓取或甚至損傷目標(biāo)物體。

3、2.體積與展收限制：在航天器內(nèi)部或醫(yī)療微創(chuàng)手術(shù)中，操作空間極為有限。傳統(tǒng)機(jī)械手往往體積較大，不易在狹小空間中靈活操作。此外，它們?nèi)狈τ行У恼故諜C(jī)制，使得其應(yīng)用范圍受到限制。

4、3.力感知能力有限：精確的力感知對(duì)于避免對(duì)目標(biāo)物體的損害至關(guān)重要，尤其是在處理易碎或軟質(zhì)物體時(shí)。然而，多數(shù)剛性機(jī)械手的力感知系統(tǒng)響應(yīng)不夠靈敏或者難以精確控制施加于物體上的壓力。

5、鑒于以上問(wèn)題，發(fā)展一種新型的柔性機(jī)械手顯得尤為重要。柔性機(jī)械手利用可彎曲、可伸縮的材料，能夠更好地適應(yīng)不規(guī)則形狀和大小的物體。這種機(jī)械手不僅可以在狹窄或不規(guī)則的環(huán)境中操作，還能減少對(duì)目標(biāo)物體的潛在損傷。

6、本發(fā)明旨在提供一種具有大展收比特性和力感知能力的柔性機(jī)械手，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，特別是改善力感知精度和存放靈活性，使其能夠在更加復(fù)雜和嚴(yán)苛的環(huán)境中發(fā)揮出色的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種具備大展收比特性與力感知能力的柔性機(jī)械手，解決現(xiàn)有剛性機(jī)械手在特殊環(huán)境下操作靈活性差和感知精度不高的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一種具備大展收比特性與力感知能力的柔性機(jī)械手，包括驅(qū)動(dòng)箱體，所述驅(qū)動(dòng)箱體上安裝有雙絲杠驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)模組，所述雙絲杠驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)模組上傳動(dòng)連接有多個(gè)大展收比折展機(jī)構(gòu)，所述大展收比折展機(jī)構(gòu)上通過(guò)手指底座固定有夾爪本體，多個(gè)所述大展收比折展機(jī)構(gòu)呈圓周均布在所述驅(qū)動(dòng)箱體周圍。

4、優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)箱體包括驅(qū)動(dòng)箱上蓋和驅(qū)動(dòng)箱連接底座；

5、所述雙絲杠驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)模組包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)模組、傳動(dòng)齒輪模組、絲杠傳動(dòng)模組和絲杠支撐模塊；

6、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)模組固定在所述驅(qū)動(dòng)箱連接底座的中心，所述絲杠支撐模塊螺栓連接在所述驅(qū)動(dòng)箱上蓋上，所述絲杠傳動(dòng)模組轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述驅(qū)動(dòng)箱上蓋和所述絲杠支撐模塊之間，所述傳動(dòng)齒輪模組安裝在所述驅(qū)動(dòng)箱上蓋的底面，所述絲杠傳動(dòng)模組的底端通過(guò)傳動(dòng)齒輪模組和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)模組的輸出端傳動(dòng)連接在一起。

7、優(yōu)選的，所述大展收比折展機(jī)構(gòu)包括折展機(jī)構(gòu)基座和多連桿機(jī)構(gòu)，所述多連桿機(jī)構(gòu)的一端和所述絲杠傳動(dòng)模組傳動(dòng)連接在一起，另一端和所述折展機(jī)構(gòu)基座連接在一起；所述手指底座固定在所述折展機(jī)構(gòu)基座的頂部。

8、優(yōu)選的，所述夾爪本體包括柔性本體和連接管，所述柔性本體通過(guò)所述連接管安裝在所述手指底座上；

9、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)模組工作時(shí)通過(guò)傳動(dòng)齒輪模組帶動(dòng)絲杠傳動(dòng)模組轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠傳動(dòng)模組轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述多連桿機(jī)構(gòu)完成收展運(yùn)動(dòng)，所述折展機(jī)構(gòu)基座帶動(dòng)手指底座隨所述多連桿機(jī)構(gòu)同步收展，所述手指底座通過(guò)連接管帶動(dòng)所述柔性本體隨所述折展機(jī)構(gòu)基座同步運(yùn)動(dòng)。

10、優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)模組包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)固定支座；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過(guò)所述電機(jī)固定支座固定在所述驅(qū)動(dòng)箱連接底座的中心，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端傳動(dòng)連接有所述傳動(dòng)齒輪模組；

11、所述絲杠傳動(dòng)模組包括滾珠絲杠、絲杠螺母、花鍵軸、滾珠花鍵軸承、絲杠螺母連接板、固定副連接底座和移動(dòng)副連接底座；

12、所述絲杠支撐模塊包括絲杠軸支撐架、深溝球軸承、軸承端蓋和止動(dòng)環(huán)；

13、所述絲杠軸支撐架通過(guò)螺栓連接在所述驅(qū)動(dòng)箱上蓋上；所述深溝球軸承相對(duì)應(yīng)的設(shè)置有兩個(gè)，其中一個(gè)通過(guò)軸承端蓋安裝在所述驅(qū)動(dòng)箱上蓋上，另一個(gè)安裝在所述絲杠軸支撐架的頂部；所述止動(dòng)環(huán)設(shè)置有兩個(gè)，其中一個(gè)安裝在所述驅(qū)動(dòng)箱上蓋的中心，且該所述止動(dòng)環(huán)的中心通過(guò)滾珠花鍵軸承連接有花鍵軸，所述花鍵軸的另一端通過(guò)另一個(gè)滾珠花鍵軸承連接有另一個(gè)止動(dòng)環(huán)，所述花鍵軸豎直放置；所述軸承端蓋以所述止動(dòng)環(huán)的圓心為中心呈圓周均布；

14、所述滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)連接在相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)所述深溝球軸承之間，所述滾珠絲杠的底端穿過(guò)所述深溝球軸承后和所述傳動(dòng)齒輪模組傳動(dòng)連接在一起；

15、所述絲杠螺母轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述滾珠絲杠上，所述移動(dòng)副連接底座通過(guò)所述絲杠螺母連接板連接在所述絲杠螺母上；

16、所述移動(dòng)副連接底座的內(nèi)部設(shè)置有滾珠花鍵軸承，所述滾珠花鍵軸承和所述花鍵軸相配合完成對(duì)所述移動(dòng)副連接底座的周向限位；

17、所述滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述絲杠螺母沿所述滾珠絲杠上下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)所述絲杠螺母連接板帶動(dòng)所述移動(dòng)副連接底座同步完成上下運(yùn)動(dòng)；

18、所述固定副連接底座通過(guò)所述止動(dòng)環(huán)固定在所述花鍵軸的頂端，所述固定副連接底座的內(nèi)部設(shè)置有用于周向限位的滾珠花鍵軸承，所述滾珠花鍵軸承和所述花鍵軸相匹配。

19、優(yōu)選的，所述多連桿機(jī)構(gòu)包括連桿、支撐軸套和連接銷軸，多個(gè)所述連桿構(gòu)成可伸縮的x形框架，每相鄰兩個(gè)所述連桿之間通過(guò)所述連接銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在一起，所述連接銷軸的外側(cè)套裝有所述支撐軸套；

20、多個(gè)所述連桿構(gòu)成的可伸縮的x形框架的主動(dòng)端頂部和所述固定副連接底座鉸接在一起，底部和所述移動(dòng)副連接底座連接在一起，隨動(dòng)端和所述折展機(jī)構(gòu)基座連接在一起；

21、所述移動(dòng)副連接底座向所述固定副連接底座移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)多個(gè)所述連桿構(gòu)成的x形框架向外伸展，所述移動(dòng)副連接底座遠(yuǎn)離所述固定副連接底座時(shí)帶動(dòng)多個(gè)所述連桿構(gòu)成的x形框架向內(nèi)收縮。

22、優(yōu)選的，所述折展機(jī)構(gòu)基座的下半部設(shè)置有滑槽，滑槽內(nèi)部滑動(dòng)連接有凸輪隨動(dòng)器；多個(gè)連桿構(gòu)成的可伸縮的x形框架的隨動(dòng)端的頂部和所述折展機(jī)構(gòu)基座的頂部轉(zhuǎn)動(dòng)連接在一起且連接處設(shè)置有石墨軸套，底部和所述凸輪隨動(dòng)器鉸接在一起。

23、優(yōu)選的，所述夾爪本體包括柔性本體和應(yīng)變片，所述柔性本體呈梯形且其兩腰之間設(shè)置有多個(gè)肋板，所述肋板上開設(shè)有用于連線的走線孔；

24、所述柔性本體的一條腰的外側(cè)設(shè)置有用于增加摩擦力的防滑部；

25、所述柔性本體的上開設(shè)有槽孔，所述柔性本體的內(nèi)部設(shè)置有薄片，所述應(yīng)變片穿過(guò)所述槽孔后貼設(shè)在所述薄片上；

26、所述薄片和所述連接管連接在一起，所述連接管在穿過(guò)所述槽孔后固定在所述手指底座上。

27、優(yōu)選的，所述柔性本體采用聚氨酯、橡膠或硅膠制作。

28、優(yōu)選的，所述薄片采用彈簧碳素鋼制作。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

30、本發(fā)明一種具備大展收比特性與力感知能力的柔性機(jī)械手，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)模組工作并利用傳動(dòng)齒輪模組帶動(dòng)絲杠傳動(dòng)模組轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠傳動(dòng)模組轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)多連桿機(jī)構(gòu)完成收展運(yùn)動(dòng)，折展機(jī)構(gòu)基座帶動(dòng)手指底座隨多連桿機(jī)構(gòu)同步收展，手指底座通過(guò)連接管帶動(dòng)柔性本體隨折展機(jī)構(gòu)基座同步運(yùn)動(dòng)，柔性本體隨折展機(jī)構(gòu)基座同步運(yùn)動(dòng)完成對(duì)物品的抓取與釋放，上述裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)便，多連桿機(jī)構(gòu)的合理設(shè)置有效提高了本發(fā)明機(jī)械手的抓取范圍并縮小了機(jī)械手的存儲(chǔ)體積。

31、柔性本體中設(shè)置有應(yīng)變片，有效提高了本發(fā)明機(jī)械手的力感知能力。