[发明专利]双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手

说明书

本发明提供了一种双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手，双向回转机构包括两个支座、位于两个支座之间并分别连接两个支座的十字轴组件，十字轴组件包括十字连接架与相同的四根连杆构件；十字连接架包括铰接座一、铰接座二以及四个连接耳座，铰接座一通过第一轴连接至其中一个支座，铰接座二通过第二轴连接至另外一个支座，第一轴与第二轴之间互相垂直，连接耳座上设有连接孔；连杆构件包括连杆本体、弹性件、铰接座三与限位件，弹性件套设在连杆本体上，连杆本体的一端通过铰接座三连接至支座，限位件设在连杆本体的另一端上；本发明采用柔性化结构，以完成不同工件的抓取，具有通用性强、适用性广的优点。

技术领域

本发明涉及一种双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手。

背景技术

现有的抓手为刚性结构，末端为金属卡具，执行机构无法满足抓取易碎或者需要特殊保护表面的物体。对于工件的抓取任务，需要特制对应的工具，导致增加时间和生产成本。

例如在现有的汽车制造领域中，需要使用机械抓手来移动、搬运、安装保险杠，目前混线生产的保险杠线中，需要导入多个抓手多台机器人才能实现自动化下线，成本高；此外，由于不同车型的保险杠形状都不相同，传统汽车保险杠抓手均为专用型的抓手设计，一个抓手只能对应一种保险杠，通用性较差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种双向回转机构、多自由度装置以及柔性机械抓手，以解决现有技术中的难题。

本发明的第一目的是提供了一种双向回转机构，包括对置的两个支座、位于两个支座之间并分别连接两个支座的十字轴组件，其中，十字轴组件包括十字连接架与相同的四根连杆构件；

十字连接架包括铰接座一、铰接座二以及四个连接耳座，铰接座一通过第一轴连接至其中一个支座，铰接座二通过第二轴连接至另外一个支座，第一轴与第二轴之间互相垂直，连接耳座上设有连接孔；

连杆构件包括连杆本体、弹性件、铰接座三与限位件，弹性件套设在连杆本体上，连杆本体的一端通过铰接座三连接至支座，限位件设在连杆本体的另一端上，连杆本体能够贯穿连接孔并压缩弹性件；

其中，四根连杆构件中，相邻的两个连杆构件与不同的支座相连接。

在本发明的上述技术方案中，其中一个支座受到垂直与其表面的作用力时，四根连杆构件中的弹性件受力平衡，此时两个支座之间互相平行；其中一个支座受到非垂直与其表面的作用力时，四根连杆构件中的至少一个弹性件进一步压缩，其他的弹性件反向复原，形成平衡状态。

进一步的，本发明的十字轴组件能够实现两个支座之间动态的受力平衡，在受力后通过多个连杆构件中的连杆本体与弹性件之间的抵接关系，实现两个支座之间柔性化调整，适用于多种不同的场合。

根据本发明的另一种实施方式，限位件为限位螺母或者限位销。

根据本发明的另一种实施方式，支座上设有凸出的连接块，连接块上设有通孔，铰接座一通过第一轴与其中一个连接块相连，铰接座二通过第二轴与另外一个连接块相连。

本发明中，通过特别设计的十字连接架与连杆构件之间的配合连接，实现两个自由度的转动，在用于抓取物体时，能够有效吸收两个自由度的偏差，柔性化结构具有较高的匹配能力，便于进行模块化、通用化设计。

本发明的第二目的是提供一种多自由度装置，其特征在于，包括前述的双向回转机构、以及用于驱动支座产生位移的横移机构，其中横移机构包括基座、导向轨与活动块，导向轨安装在基座上，活动块与导向轨配合连接，其中两个支座分别为外支座与内支座，内支座固定在活动块上并能够沿着导向轨的导向方向进行位移。

在本发明的上述技术方案中，横移机构能够驱动支座(双向回转机构)进行位移，以改变双向回转机构的位置。