專利名稱：抓取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在例如機器人中并用于傳送物體或裝配結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抓取設(shè)備，更具體地講，涉及一種具有簡單結(jié)構(gòu)、能夠由少量致動器驅(qū)動并適用于各種物體的抓取 設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，主要為了替代人類勞動而積極進行了機器人的研究和開發(fā)。很多機器人 在它們的手中具有抓取設(shè)備以傳送物體或裝配結(jié)構(gòu)構(gòu)件。抓取設(shè)備具有很多關(guān)節(jié)自由度以執(zhí)行復(fù)雜工作。然而，如果用于驅(qū)動關(guān)節(jié)的致動 器的數(shù)量增加，則致動器和支撐致動器的框架的重量增加并且抓取設(shè)備變得尺寸很大。用 于操作致動器的驅(qū)動和控制電路以及配線的尺寸也隨著致動器的數(shù)量而增大，由此使得驅(qū) 動軟件變得復(fù)雜以同時控制多個關(guān)節(jié)軸。由于單個致動器僅實現(xiàn)一個自由度(諸如，旋轉(zhuǎn) 或平行移動)，所以需要許多致動器來支撐各種物體。例如，日本未審專利申請公開No. 2008-105116提出了一種具有片簧和致動器的 雙指抓取機器手。即使當(dāng)致動器的扭矩是0時，這個機器手也能夠利用彈簧力抓取物體。然 而，問題在于一直產(chǎn)生內(nèi)側(cè)力，并且僅能夠?qū)崿F(xiàn)在轉(zhuǎn)動方向上的抓取。另外，例如，日本未審專利申請公開No. 2008-49456提出了一種具有位于基座的 一個致動器的機器手，該致動器打開或閉合手指中間關(guān)節(jié)和手指底部關(guān)節(jié)并且使用齒輪傳 動機構(gòu)同時打開或閉合左右手指。然而，因為利用齒輪傳動機構(gòu)傳送動力，所以在這個機器 手中發(fā)生反沖。另一問題在于僅在相當(dāng)于手指的連桿的旋轉(zhuǎn)方向上能夠?qū)崿F(xiàn)抓取。另外，例如，日本未審專利申請公開No. 2007-69286提出了一種經(jīng)滑輪使用差動 齒輪和線纜同時打開或閉合左右手指的機器手。然而，因為通過該線纜傳送動力，所以這種 機器手的一個問題在于線纜自身的初始張力和伸長。因為使用了錐齒輪，所以另一問題在 于反沖或效率。例如，日本未審專利申請公開No. 2005-238400和2005-261535提出了具有夾具的 兩個互相面對的手指的抓取設(shè)備，每個手指包括平行的連桿。這種類型的抓取設(shè)備通過在 它們的抓取表面保持基本上平行的情況下打開或閉合在指尖上的爪部來抓取物體。因此， 即使當(dāng)物體為箱形時也能夠充分保留爪部和物體之間的接觸區(qū)域，而不管箱子的尺寸如 何。
發(fā)明內(nèi)容
希望提供一種安裝在例如機器人中并用于傳送物體或裝配結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抓取設(shè)備。還希望提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)、能夠由少量致動器驅(qū)動并適用于各種物體的優(yōu)秀 的抓取設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，提供了一種抓取設(shè)備，包括基座單元；左平行連桿和 右平行連桿，每個平行連桿包括第一連桿，圍繞基座單元的基軸在打開/閉合方向上能夠轉(zhuǎn)動地安裝；第二連桿，圍繞輔助軸在打開/閉合方向上能夠轉(zhuǎn)動地安裝，與基座單元的基軸相比，所述輔助軸位于打開/閉合方向上的外側(cè)；手指單元，在打開/閉合方向上的內(nèi)側(cè) 具有抓取表面并且在第一連桿的末端和第二連桿的末端能夠轉(zhuǎn)動地被支撐；爪部，朝著打 開/閉合方向上的內(nèi)側(cè)突出，并且沿手指單元的抓取表面的端面布置該爪部，左右平行連 桿基本上彼此對稱；驅(qū)動單元，容納在基座單元中并在打開/閉合方向上驅(qū)動左平行連桿 和右平行連桿的第一連桿。根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，根據(jù)第一實施例的抓取設(shè)備的驅(qū)動單元包括致動器； 和傳動單元，把致動器的旋轉(zhuǎn)均等地傳動給左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連桿 的基軸。根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，傳動單元包括齒輪系，在用于驅(qū)動基軸的末級對該齒輪 系應(yīng)用非反沖齒輪。根據(jù)本發(fā)明的第四實施例，根據(jù)第一實施例的抓取設(shè)備的手指單元和爪部包括高 分子化合物，諸如具有Shore A硬度70至90的聚氨酯材料。根據(jù)本發(fā)明的第五實施例，根據(jù)第一實施例的抓取設(shè)備的左手指單元和右手指單 元中的每一個手指單元的抓取表面具有例如丙烯酸樹脂、聚氨酯和橡膠的共聚物泡沫體的 制動器。根據(jù)本發(fā)明的第六實施例，根據(jù)第一實施例的抓取設(shè)備的左平行連桿和右平行連 桿中的每一個平行連桿具有旋轉(zhuǎn)區(qū)域，在該旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，手指單元的尖端根據(jù)第一連桿和 第二連桿的旋轉(zhuǎn)畫出基本上弧形路徑；和近似水平移動區(qū)域，在該近似水平移動區(qū)域中，手 指單元的尖端的運動能夠近似為水平的運動。根據(jù)本發(fā)明的第七實施例，根據(jù)第一連桿和 第二連桿的長度與容許高度之間的關(guān)系確定所述近似水平移動區(qū)域的長度，在所述容許高 度內(nèi)，允許手指單元的尖端在近似水平移動區(qū)域中垂直移動。根據(jù)本發(fā)明的第八實施例，根據(jù)第一實施例的抓取設(shè)備的左平行連桿和右平行連 桿中的每一個平行連桿的第一連桿在打開/閉合方向上的內(nèi)側(cè)具有凹抓取表面。根據(jù)本發(fā) 明的第九實施例，沿左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連桿的第一連桿的抓取表面 的下邊緣布置在朝著打開/閉合方向上的內(nèi)側(cè)突出的內(nèi)爪部。根據(jù)本發(fā)明的第十實施例， 內(nèi)爪部包括高分子化合物，諸如具有Shore A硬度70至90的聚氨酯材料。左平行連桿和 右平行連桿中的每一個平行連桿的第一連桿的抓取表面包括例如丙烯酸樹脂、聚氨酯和橡 膠的共聚物泡沫體的制動器。根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例，根據(jù)第一實施例的抓取設(shè)備的左平行連桿和右平行 連桿中的每一個平行連桿的第二連桿在打開/閉合方向上的外側(cè)具有凹抓取表面。根據(jù)本發(fā)明的第十二實施例，根據(jù)第一實施例的抓取設(shè)備還包括感測裝置，用于 感測使用抓取設(shè)備的左平行連桿和右平行連桿的打開/閉合操作抓取物體而施加的抓取 力。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以提供一種安裝在機器人中并用于傳送物體或裝配結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的優(yōu)異的抓取設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)、能夠由少量致動器驅(qū)動并適 用于各種物體的優(yōu)秀抓取設(shè)備。根據(jù)第一至第三實施例，抓取設(shè)備能夠使用一個動力源一起操作左平行連桿和右 平行連桿。因此，能夠以機械方式使左平行連桿和右平行連桿同步。另外，抓取設(shè)備具有包括少量部件的簡單結(jié)構(gòu)，因此生產(chǎn)成本低。另外，由于存在較少的空間限制，所以增加部件 的剛度會改善MTBF(平均故障間隔時間)并且左手指單元和右手指單元的尖端在單一路徑 中移動，使得不需要定位控制并且能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的操作。另外，由于抓取設(shè)備的簡單結(jié)構(gòu)和 高剛度，所以抓取設(shè)備不僅能夠抓取輕的物體，還能夠抓取具有在動力源能夠保持它的輸 出動力的范圍內(nèi)的最大重量的較重的物體。
根據(jù)第一至第三實施例，沿左手指單元和右手指單元中的每一個手指單元的抓取 表面的前邊緣布置朝著內(nèi)側(cè)突出的爪部，因此能夠優(yōu)選地抓取地面上的硬幣、卡片、發(fā)夾或 另一較薄的物體。根據(jù)第四實施例，左手指單元和右手指單元以及沿左手指單元和右手指單元的前 邊緣布置的爪部具有柔韌性和耐久性，使抓取操作穩(wěn)定，并解決可靠性問題。根據(jù)第五實施例，抓取表面上的海綿制動器和在手指單元的尖端的爪部的組合實 現(xiàn)高抓取性能。根據(jù)第六和第七實施例，平移驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動能夠?qū)崿F(xiàn)各種抓取方法。根據(jù)待抓 取的物體的形狀和尺寸可應(yīng)用這些方法之一。根據(jù)第八至第十實施例，左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連桿的第一連 桿具有在打開/閉合方向上在內(nèi)側(cè)的凹抓取表面，因此能夠通過兩個凹入部分安全地抓取 相對較大的物體。根據(jù)第十二實施例，通過使用左平行連桿和右平行連桿的打開/閉合操作能夠感 測用于抓取物體的抓取力。根據(jù)稍后描述的實施例和基于附圖的詳細描述能夠了解本發(fā)明實施例的其它目 的、特性和優(yōu)點。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的抓取設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是顯示圖1中的抓取設(shè)備的分解立體圖，其中從基座單元拆掉左右平行連桿。圖3是顯示圖1中的抓取設(shè)備的基座單元的內(nèi)部的立體圖。圖4是顯示容納在圖1中的抓取設(shè)備的基座單元中的傳動單元的側(cè)視圖。圖5是顯示圖1中的抓取設(shè)備的頂視圖，其中左右平行連桿閉合。圖6是顯示圖1中的抓取設(shè)備的頂視圖，其中左右平行連桿打開。圖7A顯示抓取設(shè)備如何抓取地面上的物體。圖7B顯示抓取設(shè)備如何抓取地面上的物體。圖7C顯示抓取設(shè)備如何抓取地面上的物體。圖7D顯示抓取設(shè)備如何抓取地面上的物體。圖7E顯示抓取設(shè)備如何抓取地面上的物體。圖8顯示抓取設(shè)備的一個手指單元的運動及其可移動范圍。圖9指示近似水平移動區(qū)域的容許高度c和長度Xh之間的關(guān)系，其中左右平行連 桿的長度r恒定。圖IOA顯示在打開/閉合方向上位于內(nèi)側(cè)的左右平行連桿的第一連桿的凹抓取表 面和沿抓取表面的下邊緣布置的內(nèi)側(cè)爪部。
圖IOB顯示在左右平行連桿的打開/閉合方向上位于內(nèi)側(cè)的凹抓取表面如何用于 抓取寶特瓶的瓶頸。圖IOC顯示左右平行連桿的第二連桿的抓取表面，即在打開/閉合方向上位于外 側(cè)的凹抓取表面。圖11顯示當(dāng)左右平行連桿充分打開時從基座單元彈出滑動件。圖12顯示當(dāng)左右平行連桿充分打開時從基座單元彈出吊鉤。
具體實施方式
將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。根據(jù)本發(fā)明實施例的抓取設(shè)備適用于例如 機器臂的手單元。然而，本發(fā)明實施例的應(yīng)用不限于機器人并且本發(fā)明實施例的目的不限 于特定機器人，因此在本說明書中不對機器人進行描述。首先，將參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明實施例的抓取設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。在圖1的抓取 設(shè)備1中，夾具的互相面對的左右手指單元具有平行連桿。圖1是顯示抓取設(shè)備1的彈出 的立體圖；圖2是分解立體圖，其中從基座單元10拆掉左平行連桿20和右平行連桿30 ；圖 3是基座單元10的內(nèi)部的立體圖；圖4是容納在基座單元10中的傳動單元12的側(cè)視圖； 圖5是抓取設(shè)備1的頂視圖，其中左平行連桿20和右平行連桿30閉合；圖6是抓取設(shè)備1 的頂視圖，其中左平行連桿20和右平行連桿30打開。在圖6中，左平行連桿20和右平行 連桿30在近似水平移動區(qū)域(稍后描述)中打開；左平行連桿20和右平行連桿30能夠以 最大至θ _(稍后描述)的角度打開，在這個圖中未示出θ_。如圖1中所示，抓取設(shè)備1包括基座單元10以及安裝到基座單元10的左平行連 桿20和右平行連桿30。如圖2中所示，左平行連桿20包括第一連桿22，圍繞基軸21在打開/閉合方向 上可轉(zhuǎn)動地安裝到基座單元10 ；第二連桿24，圍繞輔助軸23在打開/閉合方向上可轉(zhuǎn)動地 安裝，與基軸21相比所述輔助軸23位于打開/閉合方向上的外側(cè)；和手指單元25，由第一 連桿22和第二連桿24的末端可轉(zhuǎn)動地支撐。在圖2示出的例子中，第一連桿22具有在基 軸21的縱向方向上疊加的兩個連桿構(gòu)件，第二連桿24具有插入到這兩個連桿構(gòu)件之間的 空間中的一個連桿構(gòu)件。手指單元25在打開/閉合方向中的內(nèi)側(cè)上具有抓取表面。當(dāng)?shù)谝贿B桿22圍繞基軸21在打開/閉合方向上轉(zhuǎn)動時，第二連桿24 —起圍繞輔 助軸23在打開/閉合方向上轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)動操作期間保持由基座單元10、第一連桿22、第二 連桿24和手指單元25形成的平行四邊形，因此由手指單元25的抓取表面和基座單元10 形成的角度恒定。左平行連桿30包括第一連桿32，圍繞基軸31在打開/閉合方向上可轉(zhuǎn)動地安 裝到基座單元10 ；第二連桿34，圍繞輔助軸33在打開/閉合方向上可轉(zhuǎn)動地安裝，與基軸 31相比所述輔助軸33在打開/閉合方向上位于外側(cè)；和手指單元35，由第一連桿32和第 二連桿34的末端可轉(zhuǎn)動地支撐。在圖2示出的例子中，第一連桿32具有在基軸31的縱向 方向上疊加的兩個連桿構(gòu)件，第二連桿34具有插入到這兩個連桿構(gòu)件之間的空間中的一 個連桿構(gòu)件。手指單元35在打開/閉合方向中的內(nèi)側(cè)上具有抓取表面。當(dāng)?shù)谝贿B桿32圍繞基軸31在打開/閉合方向上轉(zhuǎn)動時，第二連桿34 —起圍繞輔 助軸33在打開/閉合方向上轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)動操作期間保持由基座單元10、第一連桿32、第二連桿34和手指單元35形成的平行四邊形，因此由手指單元35的抓取表面和基座單元10 形成的角度恒定。左平行連桿20和右平行連桿30基本上彼此對稱。當(dāng)左第一連桿22和右第一連 桿32在打開/閉合方向上轉(zhuǎn)動時，手指單元25和手指單元35在打開/閉合方向上一起移 動。此時，第一連桿22和32與第二連桿24和34 —起基本上彼此對稱地轉(zhuǎn)動，第二連桿24 和34是平行連桿20和30的其它部件。因此，如圖6中所示，不管平行連桿20和30的位 置如何，互相面對的手指單元25和35的抓取表面都保持彼此平行。
基座單元10容納致動器11，用作電機的驅(qū)動源；傳動單元12，包括齒輪傳動機 構(gòu)，該齒輪傳動機構(gòu)用于利用相同的傳動比(即，基本上等分旋轉(zhuǎn)輸出)把致動器11的旋 轉(zhuǎn)輸出傳動給左平行連桿20的基軸21和右平行連桿30的基軸31 ( S卩，第一連桿22和32)。 假設(shè)致動器11具有電機和減速器。正齒輪傳動機構(gòu)、行星齒輪或波動齒輪(wave gear)減 速設(shè)備能夠用作減速器。致動器11具有角度檢測傳感器13，諸如旋轉(zhuǎn)編碼器。主要參照圖4來描述把致動器11的旋轉(zhuǎn)輸出分配給平行連桿20和30的過程。致動器11的旋轉(zhuǎn)通過與小齒輪14、第二齒輪ISa、第三齒輪15b、第四齒輪15c和 分支齒輪16按照這樣的次序嚙合來減速，這些齒輪附接到致動器11的輸出軸。分支齒輪 16的旋轉(zhuǎn)方向與小齒輪14的旋轉(zhuǎn)方向相同，小齒輪14的旋轉(zhuǎn)方向與致動器11的旋轉(zhuǎn)方向 相同。圍繞基軸21可旋轉(zhuǎn)地布置從動齒輪18，從動齒輪18與分支齒輪16嚙合；從 動齒輪18的旋轉(zhuǎn)方向與分支齒輪16的旋轉(zhuǎn)方向相反，分支齒輪16的旋轉(zhuǎn)方向與小齒 輪14的旋轉(zhuǎn)方向相同。圍繞基軸31可旋轉(zhuǎn)地布置從動齒輪19，從動齒輪19與對轉(zhuǎn) (contrarotating)中間齒輪17嚙合。對轉(zhuǎn)中間齒輪17與分支齒輪16嚙合，并且從動齒 輪19的旋轉(zhuǎn)方向與分支齒輪16的旋轉(zhuǎn)方向相同，分支齒輪16的旋轉(zhuǎn)方向與小齒輪14的 旋轉(zhuǎn)方向相同。從動齒輪18和從動齒輪19包括非反沖齒輪以無反沖地傳遞旋轉(zhuǎn)。左平行連桿20的第一連桿22由從動齒輪18的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，右平行連桿30的第一 連桿32由從動齒輪19的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動致動器11時，經(jīng)傳動單元12分 配旋轉(zhuǎn)輸出以基本上對稱地驅(qū)動左平行連桿20和右平行連桿30。當(dāng)左第一連桿22和右第 一連桿32在打開/閉合方向上轉(zhuǎn)動時，手指單元25和手指單元35在打開/閉合方向上一 起移動。此時，第一連桿22和32與第二連桿24和34 —起基本上彼此對稱地轉(zhuǎn)動，第二連 桿24和34是平行連桿20和30的其它部件，因此在位于手指單元25和手指單元35的內(nèi) 側(cè)的抓取表面保持基本上彼此平行的情況下執(zhí)行打開和閉合，如圖5和圖6中所示。如上所述，在根據(jù)實施例的抓取設(shè)備1中，作為一個動力源的致動器11能夠一起 移動左平行連桿20和右平行連桿30。因此，能夠以機械方式使左平行連桿20和右平行連 桿30同步。抓取設(shè)備1具有包括少量部件的簡單結(jié)構(gòu)，因此能夠以低價格制造抓取設(shè)備1。 另外，由于存在較少的空間限制，所以增加部件的剛度會改善MTBF(平均故障間隔時間)并 且手指單元25和35的尖端在單一路徑中移動，使得不需要定位控制以及使得定位控制變 得快速并且能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的操作。另外，由于抓取設(shè)備1的簡單結(jié)構(gòu)和高剛度，所以抓取設(shè) 備1不僅能夠抓取輕的物體還能夠抓取具有在致動器11能夠保持它的輸出動力的范圍內(nèi) 的最大重量的沉重的物體。接下來，將在以下考慮根據(jù)實施例的抓取設(shè)備1的抓取操作。
當(dāng)平行 連桿20的手指單元25和平行連桿30的手指單元35如圖5和圖6中所示 打開或閉合以抓取地面上的物體時，互相打開的手指單元25和35與地面接觸以夾住物體， 然后手指單元25和35在地面上滑動的同時閉合以抓取物體。圖7A至7E顯示抓取設(shè)備1的手指單元25和35如何抓取地面上的薄物體。薄物 體的例子是硬幣、卡片、發(fā)針等。沿左手指單元25和右手指單元35中的每一個的抓取表面的前邊緣布置朝著內(nèi)側(cè) 突出的爪部以便捕捉薄而細的物體。爪部在打開/閉合方向上朝著內(nèi)側(cè)突出并且它的橫截 面具有大約45度的銳角。當(dāng)手指單元25和35閉合時，尖銳的爪部尖端進入物體和地面之 間的空隙，使得容易抓取物體。當(dāng)爪部由金屬制成時，可僅通過爪部的尖端抓取物體，物體和爪部之間的接觸的 區(qū)域較小，使得抓取狀態(tài)不穩(wěn)定。硬而尖的爪部尖端還可能引起傷害或其它安全問題。因 此，在本實施例中，左右爪部由聚氨酯制成并與手指單元25和35—體地形成。由于聚氨酯 具有Shore A硬度70至90并且比金屬更柔韌，所以它更加安全和可靠。具有Shore A硬 度70至90的爪部提高了柔韌性和耐久性并且適用較重的物體。在本實施例中，在左手指單元25和右手指單元35的內(nèi)側(cè)的抓取表面上布置海綿 制動器。抓取表面上的海綿制動器與在手指單元25和35的邊緣的爪部的組合實現(xiàn)高抓取 性能。海綿制動器可以優(yōu)選地是特殊海綿，該海綿的細小的氣泡被用作許多吸盤；海綿制動 器的例子是由MISUMI公司制造的制動橡膠片STPES，制動橡膠片STPES是丙烯酸樹脂、聚氨 酯和橡膠的共聚物泡沫體。如圖7B中所示，互相打開的手指單元25和35的尖端與地面接觸以夾住物體，然 后手指單元25和35在地面上滑動的同時閉合以抓取物體。左右爪部的尖端到達物體的 底部邊緣，當(dāng)手指單元25和35進一步閉合時，爪部的尖端輕微彎曲并進入到物體的底部 下方，如圖7C中所示。如果待抓取的物體的尺寸較小，則如圖7D中所示，物體沿爪部的45 度斜坡輕微上升(然而，如果物體較大，則手指單元25和35內(nèi)的抓取表面能夠直接抓住物 體)。當(dāng)物體的左右側(cè)與具有海綿制動器的抓取表面接觸時，物體被牢固地抓取，從而能夠 通過手指單元25和35內(nèi)的抓取表面安全地使物體升起，如圖7E中所示。在以上抓取設(shè)備1的抓取操作中(圖7A至7E)，地面用作用于控制的順從性接近 表面。在圖5和圖6中示出的手指單元25和35的打開/閉合操作中，如果手指尖端主要 在垂直方向上(或者在手指單元的縱向方向上)移動，則基座單元10的位置相應(yīng)地在垂直 方向上變化。例如，當(dāng)抓取設(shè)備1用作關(guān)節(jié)臂的末端執(zhí)行器(end effecter)時，腕部位置 在這種抓取操作期間垂直地變化。因此，在抓取操作中不僅要控制兩個手指單元，還要控 制關(guān)節(jié)臂的腕部位置，因此計算變得復(fù)雜。也就是說，在抓取操作中，如果手指尖端在垂直 方向上的變化足夠小而接近于水平運動，則通過固定關(guān)節(jié)臂的腕部位置僅控制兩個手指單 元。雖然抓取設(shè)備1的手指尖端以弧線路徑移動，但通過擴大能夠近似為線性移動的區(qū)域 來簡化用于控制的計算。圖8表示抓取設(shè)備1的一個手指單元的運動及其可移動范圍。在圖8中，平行連桿 相對于基軸的最大旋轉(zhuǎn)量假設(shè)為θ max，在平行連桿的可移動范圍中在手指尖端的水平方向 上的移動量假設(shè)為Xmax，在手指尖端的垂直方向上的可達范圍假設(shè)為ymax。手指尖端的變化 的垂直方向上的容許高度假設(shè)為c，在該容許高度以上，手指尖端的運動無法近似為水平，實現(xiàn)最大至C的容許高度的平行連桿的(從垂直位置)旋轉(zhuǎn)的量假設(shè)為(Ph，手指尖端的近 似水平移動區(qū)域的長度假設(shè)為xh。容許高度C等于例如能夠由關(guān)節(jié)臂的順從性吸收的垂直 方向上的變化的量。當(dāng)確定了手指尖端的垂直方向上的容許高度c時，能夠基于下述表達式(1)至(3) 從平行連桿的連桿長度r獲得手指尖端的運動能夠近似為水平的近似水平移動區(qū)域的長
度Xh °
權(quán)利要求
1.一種抓取設(shè)備，包括基座單元；左平行連桿和右平行連桿，每個平行連桿包括第一連桿，圍繞基座單元的基軸在打開/閉合方向上能夠轉(zhuǎn)動地安裝；第二連桿，圍繞輔助軸在打開/閉合方向上能夠轉(zhuǎn)動地安裝，與基座單元的基軸相比， 所述輔助軸位于打開/閉合方向上的外側(cè)；手指單元，在打開/閉合方向上的內(nèi)側(cè)具有抓取表面并且在第一連桿的末端和第二連 桿的末端能夠轉(zhuǎn)動地被支撐，左平行連桿和右平行連桿基本上彼此對稱；爪部，朝著打開/閉合方向上的內(nèi)側(cè)突出，并且沿手指單元的抓取表面的前邊緣布置 該爪部；驅(qū)動單元，容納在基座單元中并在打開/閉合方向上驅(qū)動左平行連桿和右平行連桿的 第一連桿。
2.如權(quán)利要求1所述的抓取設(shè)備，其中驅(qū)動單元包括致動器；和傳動單元，把致動器 的旋轉(zhuǎn)均等地傳動給左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連桿的基軸。
3.如權(quán)利要求2所述的抓取設(shè)備，其中傳動單元包括齒輪系，在用于驅(qū)動基軸的末級 對該齒輪系應(yīng)用非反沖齒輪。
4.如權(quán)利要求1所述的抓取設(shè)備，其中手指單元和爪部包括高分子化合物。
5.如權(quán)利要求1所述的抓取設(shè)備，其中左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連桿 的手指單元的抓取表面具有共聚物泡沫體的制動器。
6.如權(quán)利要求1所述的抓取設(shè)備，其中左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連桿 具有旋轉(zhuǎn)區(qū)域，在該旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，手指單元的尖端根據(jù)第一連桿和第二連桿的旋轉(zhuǎn)畫出基 本上弧形的路徑；和近似水平移動區(qū)域，在該近似水平移動區(qū)域中，手指單元的尖端的運動 能夠近似為水平的運動。
7.如權(quán)利要求6所述的抓取設(shè)備，其中根據(jù)第一連桿和第二連桿的長度與容許高度之 間的關(guān)系確定所述近似水平移動區(qū)域的長度，在所述容許高度內(nèi)，允許手指單元的尖端在 近似水平移動區(qū)域中垂直移動。
8.如權(quán)利要求1所述的抓取設(shè)備，其中左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連桿 的第一連桿在打開/閉合方向上的內(nèi)側(cè)具有凹抓取表面。
9.如權(quán)利要求8所述的抓取設(shè)備，其中沿左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連 桿的第一連桿的抓取表面的下邊緣布置在朝著打開/閉合方向上的內(nèi)側(cè)突出的內(nèi)爪部。
10.如權(quán)利要求9所述的抓取設(shè)備，其中內(nèi)爪部包括高分子化合物，左平行連桿和右平 行連桿中的每一個平行連桿的第一連桿的抓取表面包括共聚物泡沫體的制動器。
11.如權(quán)利要求1所述的抓取設(shè)備，其中左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連 桿的第二連桿在打開/閉合方向上的外側(cè)具有凹抓取表面。
12.如權(quán)利要求1所述的抓取設(shè)備，還包括感測裝置，用于感測使用左平行連桿和右 平行連桿的打開/閉合操作抓取物體而施加的抓取力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抓取設(shè)備，包括基座單元；左平行連桿和右平行連桿；驅(qū)動單元，容納在基座單元中并在打開/閉合方向上驅(qū)動右平行連桿的第一連桿和左平行連桿的第一連桿。左平行連桿和右平行連桿中的每個平行連桿具有第一連桿，圍繞基座單元的基軸在打開/閉合方向上能夠轉(zhuǎn)動地安裝；第二連桿，圍繞在打開/閉合方向上位于外側(cè)的輔助軸在打開/閉合方向上能夠轉(zhuǎn)動地安裝；手指單元，在第一連桿的末端和第二連桿的末端能夠轉(zhuǎn)動地支撐該手指單元；爪部，在打開/閉合方向上朝著內(nèi)側(cè)突出，沿左平行連桿和右平行連桿中的每一個平行連桿的手指單元的抓取表面的端面布置該爪部。
文檔編號B25J15/08GK102107432SQ20101055961
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者川浪康范, 永野雅邦, 田中章愛, 長阪憲一郎 申請人:索尼公司