[发明专利]夹紧力可精确控制的冗余自锁式机械爪

说明书

本发明涉及一种夹紧力可精确控制的冗余自锁式机械爪，其包括手爪，与手爪的轴同轴设置的传动机构，与手爪的轴同轴设置的锁定机构，与传动机构配合并提供给手爪工作驱动力的动力机构，以及输送驱动力的动力回路；当手爪需要停止动作时，由锁定机构以及动力回路中的动力锁配合来完成对机械爪位置与夹紧力的双重锁定。本发明适用于夹紧力需要精确控制的场合，并且在驱动力释放后，由棘轮锁与手爪夹紧力锁定弹簧配合，以及液压回路中的液压锁和手爪夹紧力锁定弹簧配合来完成对机械爪位置与夹紧力的双重锁定，节约了能源并且提升自锁效果。在摆动马达、比例溢流阀与扭矩传感器的配合下，完成对输出夹紧力的精确控制，显著提升能源利用效率。

技术领域

本发明属于机械爪领域，特别涉及一种夹紧力可精确控制的冗余自锁式机械爪。

背景技术

随着机械自动化领域发展迅速，机械爪越来越多的代替人力进行重复性和危险性的工作。而机械爪的精确控制、安全稳定，节约能源一直是人们追求改进的方向。但现有的机械爪大多不能精确控制最大夹紧力，并且驱动力释放后，机械爪位置与夹紧力不能锁定或通过纯刚性的机械结构锁定效果不理想。如专利CN1864939A公开了一种带力反馈的机械手，可以设定夹取物体时所用力的大小，但对如何精确控制和自锁均未涉及；CN103753526A的机械手包括自锁式接触器，但是需要驱动电机的持续运转来保证自锁状态，浪费能源；CN107696026A提出了一种无源自锁的液压控制系统，虽然节省了能源，但需要额外设置感应部件和较复杂的锁定部件；CN207087904U考虑了机械手抓取的松紧度和突然断电的保持，通过机械抓手夹持段套设橡胶手套来缓冲，机械抓手连接磁体抓手指尖来保证断电仍然夹持，橡胶手套内侧设压力传感器监测夹持压力，但只能掌握不能精确控制夹紧力，锁定不持久。因此，新型夹紧力可精确控制的柔性自锁式机械爪的设计非常必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种夹紧力可精确控制的冗余自锁式机械爪，它主要解决现有机械爪不能精确控制最大夹紧力，以及驱动力释放后夹紧力不能保持或保持不理想的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种夹紧力可精确控制的冗余自锁式机械爪，其包括手爪，与所述手爪的轴同轴设置的传动机构，与所述手爪的轴同轴设置的锁定机构，与所述传动机构配合并提供给所述手爪工作驱动力的动力机构，以及输送驱动力的动力回路；当所述手爪需要停止动作时，由所述锁定机构以及所述动力回路中的动力锁配合来完成对机械爪位置与夹紧力的双重锁定。

优选的，所述传动机构包括左轴、右轴、主动齿轮输出轴、主动齿轮输出轴轴承、左轴第一轴承、左轴第二轴承、右轴第一轴承、右轴第二轴承、设置在所述左轴上的左第一齿轮和左第二齿轮、设置在所述右轴上的右第一齿轮、以及设置在所述主动齿轮输出轴上的主动齿轮；所述左轴和右轴平行安装在上盖板和下盖板之间，通过盖板紧固螺钉固定，所述左轴通过左轴第一轴承和左轴第二轴承垂直安装在上盖板和下盖板中的左轴承孔中，所述右轴通过右轴第一轴承和右轴第二轴承垂直安装在上盖板和下盖板中的右轴承孔中；所述主动齿轮输出轴上端通过第一联轴器与扭矩传感器固连，下端通过主动齿轮输出轴轴承垂直安装在下盖板的轴承孔中

优选的，所述手爪包括设置在左轴上的左手爪主体、固定在左手爪主体上的左手爪附件、设置在右轴上的右手爪主体、固定在右手爪主体上的右手爪附件、设置于左右手爪主体和左右手爪附件之间的手爪夹紧力锁定弹簧、以及固定左右手爪附件的固定螺钉。