直线电机驱动控制的串联活页铰链柔性手爪

摘要

本发明涉及直线电机驱动控制的串联活页铰链柔性手爪，手爪由一个手掌和三个柔性手指组成。一个柔性手指1被安装在矩形手掌2的左侧对称中心处，另外二个柔性手指1分别被安装在矩形手掌2右侧对称中心的两侧；三个柔性手指1分别被安装在六边形手掌3的三个对应边处。每个柔性手指结构相同，主要由一个直线电机和一个串联活页铰链组成；串联活页铰链的铰链心轴上均安装一个扭弹簧，扭弹簧的特性参数和预紧角根据被抓取对象的特点而优化设计出；此手爪应用于易碎的脆性物体，或形状、大小变化的异形物体的抓持，属于机器人、机电一体化的技术领域；与机器人本体联接，尤其适用于食品、农产品、轻工产品的抓取、分拣和包装等生产和物流场合。

主权项

直线电机驱动控制的串联活页铰链柔性手爪，其特征是：直线电机的定子部件(1a)用螺钉固定在指根板(2a)上，在直线电机的定子部件(1a)导向和驱动下、直线电机的动子(4a)上下运动，推座(3a)用螺钉固定在直线电机的动子(4a)上，直线轴承(6a)用内六角螺钉固定在直角板(5a)上；导向推杆(7a)的上端螺纹部分与推座(3a)采用螺母联接，导向推杆(7a)穿过起导向作用的直线轴承(6a)，导向推杆(7a)下端螺纹部分与铰链座(9a)螺纹联接、并用螺母旋紧防松；串联活页铰链(10a)的上活页被螺栓螺母固定在指根板(2a)和直角板(5a)之间，串联活页铰链(10a)的下活页被螺栓螺母固定在压板(12a)和铰链支座(13a)之间，串联活页铰链(10a)的下活页的最下端是曲面段、便于接触被抓取物体，串联活页铰链(10a)的两个心轴上分别装有大扭弹簧(8a)和小扭弹簧(11a)；导向推杆(7a)的铰链座(9a)与右螺纹铰链杆(16a)之间是铰链联接，铰链支座(13a)与左螺纹铰链杆(14a)之间铰链联接，左螺纹铰链杆(14a)和右螺纹铰链杆(16a)均旋在螺纹套(15a)内、并用螺母旋紧防松；顺、逆时针旋转螺纹套(15a)，可使左螺纹铰链杆(14a)和右螺纹铰链杆(16a)之间的相对距离增加或缩短；直线电机的定子部件(1a)、指根板(2a)、推座(3a)、直线电机的动子(4a)、直角板(5a)、直线轴承(6a)、导向推杆(7a)、大扭弹簧(8a)、铰链座(9a)、串联活页铰链(10a)、小扭弹簧(11a)、压板(12a)、铰链支座(13a)、左螺纹铰链杆(14a)、螺纹套(15a)、右螺纹铰链杆(16a)构成柔性手指(1)，对于每个相同的柔性手指(1)，其指根板(2a)均被螺钉固定在矩形手掌(2)或六边形手掌(3)上；一个柔性手指(1)被安装在矩形手掌(2)的左侧对称中心处，另外二个柔性手指(1)分别被安装在矩形手掌(2)右侧对称中心的两侧，这是一种结构形式；三个柔性手指(1)分别被安装在六边形手掌(3)的内切圆半径相等的三个边处，其中三个对应边的内切圆半径较大，适合大直径物体抓取，三个对应边的内切圆半径较小，适合小直径物体抓取，这是另一种结构形式；所述直线电机为直流驱动的微型的直线电机，在需要速度控制的场合，速度控制采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制；该柔性手爪结构具有自适应柔性，抓取力的控制精度要求不高，直线电机控制方法有两种：①基于线电压差值的无位置传感器的位置检测与控制；②基于线电压或基于绕组电感变化特性的无力传感器的驱动力检测与控制。