阅读说明：本技术 气动软体抓手的自动绕线机构 (Automatic winding mechanism of pneumatic soft gripper ) 是由 王延杰 吴兆龙 徐望舒 骆敏舟 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气动软体抓手的自动绕线机构,包括软体抓手连接装置、第一步进电机、持线器、往复移动机构、第二步进电机,软体抓手连接装置的一端与软体抓手拆卸式连接,另一端与第一步进电机传动连接；第二步进电机驱动往复移动机构从而带动持线器往复移动。第一步进电机与软体抓手连接装置之间固定连接有联轴器。软体抓手连接装置为绕制骨架,绕制骨架包括压线装置和用于夹持软体抓手的辅助固定装置。持线器包括绕线桩、滑轮、固定绕线桩和滑轮的第一底座。第一底座上开设供往复移动机构穿过的通孔。本发明的自动绕线机构实现气动软体抓手的螺旋式绕线,提高了绕线的速度和质量,同时本发明适用于不同尺寸的软体抓手的自动绕线。(The invention discloses an automatic winding mechanism of a pneumatic soft gripper, which comprises a soft gripper connecting device, a first stepping motor, a gripper, a reciprocating mechanism and a second stepping motor, wherein one end of the soft gripper connecting device is detachably connected with the soft gripper, and the other end of the soft gripper connecting device is in transmission connection with the first stepping motor; the second stepping motor drives the reciprocating mechanism to drive the wire holder to reciprocate. A coupling is fixedly connected between the first stepping motor and the soft gripper connecting device. The soft gripper connecting device is a winding framework, and the winding framework comprises a line pressing device and an auxiliary fixing device used for clamping the soft gripper. The wire holder comprises a winding pile, a pulley and a first base for fixing the winding pile and the pulley. The first base is provided with a through hole for the reciprocating mechanism to pass through. The automatic winding mechanism disclosed by the invention realizes spiral winding of the pneumatic soft gripper, improves the speed and quality of winding, and is suitable for automatic winding of soft grippers with different sizes.)

气动软体抓手的自动绕线机构

技术领域

本发明涉及一种自动绕线机构，尤其涉及一种气动软体抓手的自动绕线机构，属于软体机器人自动化作业技术领域。

背景技术

随着软体机器人的不断普及和推广，软体抓手的发展也越来越快，已经出现了许多不同种类的抓手。其中，有一类气动的软体抓手在制造过程中需要通过绕线来控制抓手充气后的形变，绕线的好坏在很大程度上影响着气动软体抓手的性能。气动软体抓手的传统绕线方式主要是手工绕线，存在绕线过程繁复，绕线效率低下，绕线不均匀等问题，既花费了大量时间，也无法准确把控绕线的质量，在一定程度上限制了气动软体抓手的发展。

为了在绕线更加均匀、快速的同时还能够确保绕线的质量，急需设计一种适用于气动软体抓手的自动绕线机构，以期望通过机器绕线来代替传统的手工绕线方式，提高绕线效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中气动软体抓手的手工绕线效率低的不足，提供一种气动软体抓手的自动绕线机构，技术方案如下：

气动软体抓手的自动绕线机构，包括软体抓手连接装置、第一步进电机、持线器、往复移动机构、第二步进电机，

软体抓手连接装置的一端与软体抓手拆卸式连接，另一端与第一步进电机传动连接；

第二步进电机驱动往复移动机构从而带动持线器往复移动。

进一步地，第一步进电机与软体抓手连接装置之间固定连接有联轴器。

进一步地，往复运动机构包括滚珠丝杠，滚珠丝杠在第二步进电机驱动下带动持线器往复运动，滚珠丝杠穿过持线器上的通孔后架设在滚珠丝杠架上。

进一步地，软体抓手连接装置为绕制骨架，绕制骨架包括压线装置和用于夹持软体抓手的辅助固定装置。

前述的气动软体抓手的自动绕线机构，持线器包括绕线桩、滑轮、固定绕线桩和滑轮的第一底座。

进一步地，第一底座上开设供往复移动机构穿过的通孔。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明的自动绕线机构可以代替繁复、耗时的手工绕线，实现气动软体抓手的螺旋式绕线，提高了绕线的速度和质量。同时本发明可通过更换绕制骨架与软体抓手连接处的固定装置，适用于多种不同尺寸的软体抓手的自动绕线。

附图说明

图1为本发明实施例中的自动绕线机构的结构示意图；

图2为第一步进电机的结构示意图；

图3为持线器的结构示意图；

图4为第二步进电机与滚珠丝杠的装配示意图；

图5为联轴器的结构示意图；

图6为绕制骨架的结构示意图；

图7为绕制骨架固定软体抓手的示意图；

图中： 1-软体抓手连接装置、11-绕制骨架、111-转轴，112-圆台、112a-卡槽、13-压线装置、14-辅助固定装置，2-第一步进电机，3-持线器、31-绕线桩、32-滑轮，33-第一底座、331-凸台、34-第二底座、341-凹槽、35-通孔，4-往复移动机构、41-滚珠丝杠、42-滚珠丝杠架，5-第二步进电机、6-联轴器，7-软体抓手，8-总底座、81-支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1至图7所示，气动软体抓手的自动绕线机构，包括软体抓手连接装置1、第一步进电机2、持线器3、往复移动机构4、第二步进电机5，

软体抓手连接装置1的一端与软体抓手7拆卸式连接，另一端与第一步进电机2传动连接；软体抓手连接装置1与制作软体抓手7的内模具相同，以便与抓手7进行匹配，可以将抓手7套在软体抓手连接装置1上起到固定作用。

第二步进电机5驱动往复移动机构4从而带动持线器3往复移动。绕线时，第一步进电机2控制软体抓手连接装置1实现旋转，从而带动与软体抓手连接装置1固定的软体抓手7进行旋转。第二步进电机5通过往复移动机构4控制持线器3平动，实现软体抓手7的螺旋式绕线。具体地，第一步进电机2与软体抓手连接装置1之间固定连接有联轴器6。本实施例中采用的联轴器6为凸轮连轴器，联轴器6主动端与第一步进电机2配合固定连接，从动端与软体抓手连接装置1固定配合，因为联轴器6两端的轴线同轴度要求较高，可以确保第一步进电机2和软体抓手连接装置1之间的同轴度得到保证，使抓手7旋转时能够绕轴心旋转。

具体地，往复运动机构包括滚珠丝杠41，滚珠丝杠41在第二步进电机5驱动下带动持线器3往复运动，滚珠丝杠41穿过持线器3上的通孔35后架设在滚珠丝杠架42上。滚珠丝杠41实现了将第二步进电机5的旋转运动转换为平动。

具体地，软体抓手连接装置1为绕制骨架11，绕制骨架11包括压线装置13和用于夹持软体抓手7的辅助固定装置14。第一步进电机2通过绕制骨架11传递运动来控制抓手7旋转，第二步进电机5通过滚珠丝杠41将转动转化成控制持线器3的平动，两种运动组合在一起就实现了软体抓手7的螺旋式缠线。

本实施例中作为一种优选，绕制骨架11的一端为圆台112，圆台112上沿圆周方向开设容纳压线装置13和辅助固定装置14的多个卡槽112a。压线装置13和辅助固定装置14为可拆装方式，更换抓手时更加方便快捷。绕制骨架11与软体抓手7连接处的辅助固定装置14可根据软体抓手7的尺寸大小进行调整，适应不同尺寸大小的软体抓手7。绕制骨架11的另一端为连接第一步进电机2的转轴111。

本实施例中作为一种优选，多个卡槽112a沿圆台112的轴线环形阵列分布。本实施例中作为优选，在圆台112的上下左右四个方向分别设置4组共16个等间距的卡槽112a，卡槽112a呈周向均匀分布。压线装置13在固定软体抓手7的同时可以将线压在软体抓手7上。将压线装置13和辅助固定装置14卡在外圆周的卡槽112a内可适应直径较大的软体抓手7。

前述的气动软体抓手的自动绕线机构，持线器3包括绕线桩31、滑轮32、固定绕线桩31和滑轮32的第一底座33。持线器3可控制线材绕制的松紧程度，使线材可以紧密的缠绕在抓手7上。持线器3的绕线桩31上还可更换所用线材（如窄布条等），实现更为复杂的绕线。具体的，接线桩为圆柱体，滑轮32来控制线的松紧。

具体地，还包括与第一底座33拆卸连接的第二底座34，第二底座34上开设供往复移动机构4穿过的通孔35。

本实施例中作为一种优选，第一底座33底部具有凸台331，第二底座34上开设配合凸台331的凹槽341。本实施例中所用部件固定在总底座8上，总底座8上固定有支撑绕制骨架11的支架81。本实施例中的自动绕线机构更换线材时只需要更换第一底座33，更加方便快捷。

本实施例中，第一步进电机2和第二步进电机5之间存在不同的转速配合，可以对抓手7进行不同密度的绕线。第二步进电机5可通过滚珠丝杠41来控制持线器3往复运动，从而改变绕线方式，例如双螺旋绕线等。

结合实施例1对本发明的气动软体抓手的自动绕线机构的工作原理进行具体说明如下：

首先确定各部件状态良好可以进行操作，然后将各部件固定在绕线机构的总底座8上，固定好后将软体抓手7固定在绕制骨架11上，固定抓手7的绕制骨架11的辅助固定装置14可以根据抓手7的大小进行调节，让绕线机构可以适应不同大小的抓手7，提高了绕线机构的通用性。

将绕制骨架11与第一步进电机2通过联轴器6传动连接，连接时要注意保证两者的同轴度，防止绕制骨架11做偏心旋转，导致绕线出现问题。

将线材套设于持线器3的绕线桩31上，再将持线器3的初始位置调至与软体抓手7平行，将线头系在软体抓手7上，调节持线器3上线的松紧程度保证线可以紧密的缠绕在抓手7上，确保缠线的效果。

根据预期的绕线方式，设定好第一步进电机2和第二步进电机5的转速关系，先开启第一步进电机2，然后立刻开启第二步进电机5，持线器3到达软体抓手7末端即绕线结束后先关闭第二步进电机5再关闭第一步进电机2。然后将线剪断，系好之后取下软体抓手7，将各部件复位。

实施例2

如图1至图7所示，气动软体抓手的自动绕线机构，包括软体抓手连接装置1、第一步进电机2、持线器3、往复移动机构4、第二步进电机5，

软体抓手连接装置1的一端与软体抓手7拆卸式连接，另一端与第一步进电机2传动连接；软体抓手连接装置1与制作软体抓手7的内模具相同，以便与抓手7进行匹配，可以将抓手7套在软体抓手连接装置1上起到固定作用。

第二步进电机5驱动往复移动机构4从而带动持线器3往复移动。绕线时，第一步进电机2控制软体抓手连接装置1实现旋转，从而带动与软体抓手连接装置1固定的软体抓手7进行旋转。第二步进电机5通过往复移动机构4控制持线器3平动，实现软体抓手7的螺旋式绕线。具体地，第一步进电机2与软体抓手连接装置1之间固定连接有联轴器6。本实施例中采用的联轴器6为凸轮连轴器，联轴器6主动端与第一步进电机2配合固定连接，从动端与软体抓手连接装置1固定配合，因为联轴器6两端的轴线同轴度要求较高，可以确保第一步进电机2和软体抓手连接装置1之间的同轴度得到保证，使抓手7旋转时能够绕轴心旋转。

具体地，往复运动机构包括滚珠丝杠41，滚珠丝杠41在第二步进电机5驱动下带动持线器3往复运动，滚珠丝杠41穿过持线器3上的通孔35后架设在滚珠丝杠架42上。滚珠丝杠41实现了将第二步进电机5的旋转运动转换为平动。

具体地，软体抓手连接装置1为绕制骨架11，绕制骨架11包括压线装置13和用于夹持软体抓手7的辅助固定装置14。第一步进电机2通过绕制骨架11传递运动来控制抓手7旋转，第二步进电机5通过滚珠丝杠41将转动转化成控制持线器3的平动，两种运动组合在一起就实现了软体抓手7的螺旋式缠线。

本实施例中作为一种优选，绕制骨架11一端为圆台112，圆台112上沿圆周方向开设容纳压线装置13和辅助固定装置14的多个卡槽112a。压线装置13和辅助固定装置14为可拆装方式，更换抓手时更加方便快捷。绕制骨架11与软体抓手7连接处的辅助固定装置14可根据软体抓手7的尺寸大小进行调整，适应不同尺寸大小的软体抓手7。绕制骨架11的另一端为连接第一步进电机2的转轴111。

本实施例中作为一种优选，多个卡槽112a沿圆台112的轴线环形阵列分布。本实施例中作为优选，在圆台112的上下左右四个方向分别设置4组共16个等间距的卡槽112a，卡槽112a呈周向均匀分布。压线装置13在固定软体抓手7的同时可以将线压在软体抓手7上。将压线装置13和辅助固定装置14卡在外圆周的卡槽112a内可适应直径较大的软体抓手7。

前述的气动软体抓手的自动绕线机构，持线器3包括绕线桩31、滑轮32、固定绕线桩31和滑轮32的第一底座33。持线器3可控制线材绕制的松紧程度，使线材可以紧密的缠绕在抓手7上。持线器3的绕线桩31上还可更换所用线材（如窄布条等），实现更为复杂的绕线。具体的，接线桩为圆柱体，滑轮32来控制线的松紧，

具体地，第一底座33上开设供往复移动机构4即滚珠丝杠41穿过的通孔。

本实施例中优选地，所有部件固定在总底座8上，总底座8上固定有支撑绕制骨架11的支架81。

本实施例中，第一步进电机2和第二步进电机5之间存在不同的转速配合，可以对抓手7进行不同密度的绕线。第二步进电机5可通过滚珠丝杠41来控制持线器3往复运动，从而改变绕线方式，例如双螺旋绕线等。

本发明中仅列举了两个实施例，实际上同领域的技术人员还可以对本发明做出多种等同替换，例如持线器3上所用线材可以替换为多种不同类型的线材，可以是普通细线也可以是窄布条等；持线器3在到达软体抓手7末端后可返程回到初始处，使得绕线更加紧密等。持线器3和绕制骨架11只有能相对实现往复运动即可，本发明中是持线器3往复平移，绕制骨架11转动。

本实施例是用于缠绕型气动软体抓手的自动绕线机构。可以自动帮气动软体抓手缠线的绕线机构，用来代替手工缠线，从而提高气动软体抓手的性能。本发明的自动绕线机构与手工缠线相比，通过电机控制可以让线缠绕对的更加均匀，从而提高软体抓手的使用性能，省去繁复的人工绕线步骤，提高效率。还可以通过对两个电机转速的控制实现不同的绕线密度甚至绕线方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。