本發(fā)明涉及舵機齒輪式機器人夾持
技術領域：
，特別涉及一種舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊。
背景技術：
：在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要進行工件分揀、搬運等工序，當通過人力開展上述工序時，工人容易通過自身的判斷而采取不同力氣進行相應操作，因此人力方式不容易對工件造成破壞。但是如果工人長期從事如此簡單并且重復的工作，容易使得工人對該工作產(chǎn)生厭惡情緒，并且隨著國內(nèi)人口出生率的逐漸下降，人工成本必將不斷升高。因此，通過產(chǎn)業(yè)升級，使用機器人以取代部分簡單且重復的工作，是符合社會發(fā)展趨勢。在機器人取代部分人力工作，其中夾持工件這一動作是廣泛應用于工件生產(chǎn)的各個工序中。傳統(tǒng)的機器人應用于夾持工件的夾持模塊并不具備力矩控制功能，因此在工件夾持時，容易夾碎工件或者造成工件表面上的壓痕等影響工件表面質(zhì)量的情況，這樣不僅限制夾持模塊的可應用的工作范圍，也制約了機器人的進一步推廣?，F(xiàn)有技術中，為了解決傳統(tǒng)機器人夾持模塊容易夾壞工件的技術問題，通過在夾持模塊的夾持端部加入用于檢測夾持力的傳感器，通過在夾持模塊加入傳感器雖然能夠在一定程度上實現(xiàn)對工件夾持力度的控制，但是也增大了夾持模塊的制造成本和體積，使得夾持模塊在應用中受到一定局限。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小并且緊湊以及操作靈活的舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊，旨在解決現(xiàn)有技術的夾持模塊體積過大、成本過高和控制較繁瑣的技術問題，以提高夾持模塊在機器人的應用范圍。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊，所述末端夾持模塊包括可向外輸出動力的驅(qū)動舵機，所述驅(qū)動舵機的動力輸出端與舵機輸出盤相連，所述舵機輸出盤的另一端與設置于上基座內(nèi)的蝸桿一端相連并驅(qū)動蝸桿正向或反向旋轉(zhuǎn)，所述上基座內(nèi)部還鉸接有左右對稱設置的一對主動夾持臂，所述蝸桿向所述主動夾持臂嚙合傳動使所述主動夾持臂可繞與所述上基座的鉸接中心擺動，所述主動夾持臂的夾持端可相互合攏或分離。優(yōu)選地，所述末端夾持模塊設有一對關于所述蝸桿中心軸左右對稱的從動臂，每個所述從動臂均位于所述主動夾持臂外側(cè)，所述從動臂的一端與所述上基座鉸接相連，所述主動夾持臂的另一端以及所述從動臂的另一端同時與可用于夾持工件的夾子鉸接相連。優(yōu)選地，所述從動臂和所述主動夾持臂分別與所述夾子以及所述上基座鉸接位置相互平齊。優(yōu)選地，所述從動臂和所述主動夾持臂相互平行。優(yōu)選地，所述主動夾持臂靠近所述蝸桿的一端為扇形狀凸塊，所述凸塊朝向所述蝸桿的側(cè)面設有齒輪與所述蝸桿的外周面設有的外齒輪相互嚙合傳動。優(yōu)選地，所述蝸桿的兩端端部外周面均套有軸承。優(yōu)選地，左右對稱的一對所述夾子的相對面均水平設置有水平夾緊凹槽以及垂直設置有垂直夾持凹槽。優(yōu)選地，左右對稱的一對所述夾子相對表面均覆蓋有橡膠層。優(yōu)選地，所述末端夾緊模塊設有下基座套于所述驅(qū)動舵機外部，所述下基座內(nèi)部設有可對所述驅(qū)動舵機散熱的空余空間，所述下基座表面設有散熱口與空余空間通連。優(yōu)選地，所述上基座上端和下端均設有用于防塵的端蓋。本發(fā)明技術方案通過采用驅(qū)動舵機作為主要輸出動力源，通過舵機輸出盤向蝸桿輸出動力。通過蝸桿的正向或反向旋轉(zhuǎn)，并且以齒輪嚙合傳動形式使主動夾持臂的夾持臂進行往復擺動，配合由夾子、主動夾持臂、上基座以及從動臂組成的平行四邊形實現(xiàn)對工件的夾緊或放松。本發(fā)明技術方案通過向驅(qū)動舵機輸入數(shù)字控制信號即可實現(xiàn)驅(qū)動舵機進行準確驅(qū)動控制，從而具備了良好的速度控制、位置控制以及力矩控制等功能，使得整個末端夾持模塊在不需要額外增加任何用于控制夾持力的相關傳感器，也可實現(xiàn)輸出可控夾持力矩的目標，保護工件不容易被夾損或夾傷。驅(qū)動舵機通過舵機輸出盤向蝸桿傳遞動力，可減少中間傳動環(huán)節(jié)并降低功率傳遞損耗。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小并且緊湊以及操作靈活等優(yōu)點，能夠通過控制舵機運動模式實現(xiàn)多種力矩、速度和位置的控制，并且下基座為可替換的結(jié)構(gòu)，極大地方便與不同機器人的末端相互配合工作，以高效完成多種需要防止工件夾損或夾傷的工序。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊的立體圖；圖2為本發(fā)明舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊的剖面圖；圖3為本發(fā)明驅(qū)動舵機與蝸桿連接關系結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊其他實施例的立體圖。附圖標號說明：標號名稱標號名稱1驅(qū)動舵機7從動臂2下基座8夾子3上基座81水平夾持凹槽4蝸桿82垂直夾持凹槽5軸承9舵機輸出盤6主動夾持臂10端蓋61凸塊本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。需要說明，若本發(fā)明實施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)，則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。另外，若本發(fā)明實施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎，當技術方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應當認為這種技術方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明提出一種舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊。參見圖1和圖2，本發(fā)明實施例的末端夾持模塊包括有可向外輸出動力的驅(qū)動舵機1，驅(qū)動舵機1的動力輸出端通過內(nèi)外花鍵結(jié)構(gòu)形式與舵機輸出盤9的一端相連，舵機輸出盤9的另一端通過緊固螺釘結(jié)構(gòu)形式與安裝于上基座3內(nèi)部的蝸桿4一端相連，從而使得驅(qū)動舵機1可以通過舵機輸出盤9向蝸桿4輸出動力，驅(qū)動舵機1正向或反向進行旋轉(zhuǎn)，也可以使得蝸桿4實現(xiàn)正向或反向旋轉(zhuǎn)。上基座3內(nèi)部鉸接有關于蝸桿4中心軸左右對稱設置的一對主動夾持臂6，主動夾持臂6靠近蝸桿4的一端設有扇形狀凸塊61，該凸塊61朝向蝸桿4的側(cè)面設有齒輪與蝸桿4外周面設有的外齒輪相互嚙合傳動，蝸桿4進行旋轉(zhuǎn)時，蝸桿4可通過與凸塊61的嚙合關系向主動夾持臂6嚙合傳動，從而使得主動夾持臂6可繞與上基座3的鉸接中心進行擺動，而主動夾持臂6進行擺動時，主動夾持臂6的夾持端可相互合攏或分離，從而實現(xiàn)對工件進行夾持或放松。參見圖2，本實施例的末端夾持模塊還設有一對關于蝸桿4中心軸左右對稱的從動臂7，每個從動臂7均位于主動夾持臂6外側(cè)，并且從動臂7的一端也與上基座3內(nèi)部鉸接相連，而主動夾持臂6的另一端以及從動臂7的另一端同時與可用于夾持工件的夾子8鉸接相連。同時，從動臂7分別與夾子8以及上基座3鉸接相連的位置和主動夾持臂6與夾子8以及上基座3鉸接相連的位置相互平齊，并且從動臂7和主動夾持臂6在結(jié)構(gòu)上相互平行。這樣，使得夾子8、主動夾持臂6、上基座3以及從動臂7在結(jié)構(gòu)上組成一個可以擺動的平面平行四邊形。當蝸桿4旋轉(zhuǎn)并推動主動夾持臂6進行擺動時，主動夾持臂6可帶動由夾子8、主動夾持臂6、上基座3以及從動臂7組成的平行四邊形也隨之進行擺動，這樣左右兩側(cè)對稱設置的夾子8可實現(xiàn)對工件進行夾持或放松。參見圖2，在本發(fā)明實施例中，蝸桿4的兩端端部外周面均套有軸承5，可提高蝸桿4的旋轉(zhuǎn)效率，避免蝸桿4端部外周面與上基座2發(fā)生干摩擦。本發(fā)明實施例中，左右對稱設置對夾子8的相對面均水平設置有水平夾緊凹槽81以及垂直設置的垂直夾持凹槽82，通過水平夾緊凹槽81和垂直夾持凹槽82可使得末端夾持模塊能夠?qū)λ浇Y(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)的工件進行有效夾持。同時，左右對稱設置的夾子8，夾子8相對表面可覆蓋有橡膠層，可提高夾子8與工件夾持相對靜止狀態(tài)下的內(nèi)摩擦力，也可以能夠避免夾子8夾持工件時對工件表面造成破損。參見圖3和圖4，在本發(fā)明實施例中，末端夾持模塊還設有下基座2套于驅(qū)動舵機1的外部，下基座2的一端與上基座3的一端通過緊固螺釘相連，并且下基座2內(nèi)部設有用于對驅(qū)動舵機1散熱的空余空間，同時下基座2可以表面還設有散熱口與空余空間通連，以進一步提高下基座2對驅(qū)動舵機1的散熱效果，并且下基座2為可替換的結(jié)構(gòu)，極大地方便與不同機器人的末端相互配合工作，以高效完成多種需要防止工件夾損或夾傷的工序。參見圖3和圖4，本發(fā)明實施例中，末端夾持模塊的上基座3上端和下端均設有用于保護主動夾持臂6和從動臂7且與上基座3的鉸接位置的端蓋10，可以防止灰塵進入上基座3內(nèi)部影響鉸接位置的正常工作。本發(fā)明實施例的舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊的工作原理是：參見圖1至圖4，當機器人的其他組件向本發(fā)明實施例的驅(qū)動舵機1發(fā)出數(shù)字控制信號后，驅(qū)動舵機1進行正向旋轉(zhuǎn)，并且驅(qū)動舵機1通過舵機輸出盤9向蝸桿4傳遞動力，使得蝸桿4繞自身中心軸進行旋轉(zhuǎn)。而蝸桿4發(fā)生旋轉(zhuǎn)后，主動夾持臂6一端的扇形狀凸塊61表面不同位置的齒輪依次與蝸桿4外周面設有的齒輪相互配合并進行傳動，使得左右對稱設置的主動夾持臂6的夾持端相互靠攏。在主動夾持臂6相互靠攏的作用力下，由夾子8、主動夾持臂6、上基座3以及從動臂7組成的平行四邊形也向蝸桿4中心軸靠近，這樣使得夾子8可對工件進行逐漸夾緊。當夾子8對于工件的夾持力或者夾子8夾持工件的角度達到驅(qū)動舵機1被輸入的控制數(shù)值對應的夾持量時，驅(qū)動舵機1停止運動，蝸桿4與主動夾持臂6之間的嚙合作用使得夾子8對工件的夾持位置關系被確定，并保持相對固定的夾持狀態(tài)，然后通過機器人的其他部件配合本發(fā)明的夾持模塊進行工件轉(zhuǎn)移。當舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊夾持工件到達目標位置后，機器人的其他組件向本發(fā)明實施例的驅(qū)動舵機1通入與夾持時相反的控制信號，驅(qū)動舵機1可進行反向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動舵機1通過舵機輸出盤9向蝸桿4傳遞動力，并使得蝸桿4繞自身中心軸進行反向旋轉(zhuǎn)。蝸桿4進行反向旋轉(zhuǎn)時，主動夾持臂6一端的扇形狀凸塊61表面設有的齒輪逆向依次與蝸桿4外周面設有的齒輪相互配合并進行傳動，這樣使得左右對稱的主動夾持臂6的夾持端相互分離，在主動夾持臂6相互分離的作用力下，由夾子8、主動夾持臂6、上基座3以及從動臂7組成的平行四邊形也向蝸桿4中心軸遠離，這樣使得夾子8可對工件進行逐漸放松，也使得本發(fā)明舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊實現(xiàn)復位。本發(fā)明實施例的舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊中，通過向驅(qū)動舵機1輸入數(shù)字控制信號即可實現(xiàn)驅(qū)動舵機1進行準確驅(qū)動控制。同時，本發(fā)明實施中通過使用驅(qū)動舵機1作為末端夾持模塊的主動力源，從而具備了良好的速度控制、位置控制以及力矩控制等功能，使得整個末端夾持模塊在不需要額外增加任何用于控制夾持力的相關傳感器，也可實現(xiàn)輸出可控夾持力矩的目標，保護工件不容易被夾損或夾傷。驅(qū)動舵機1通過舵機輸出盤9向蝸桿4傳遞動力，可減少中間傳動環(huán)節(jié)并降低功率傳遞損耗。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明實施例的舵機驅(qū)動的機器人末端夾持模塊具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小并且緊湊以及操作靈活等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動控制模式，能夠極大方便地與機器人的其他部件相互組合配對，以高效完成多種需要防止工件夾損或夾傷的工序。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運用在其他相關的
技術領域：
均包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。當前第1頁12