CN111113474A - 应用于棋子抓取的小型三角机械爪子及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种应用于棋子抓取的小型三角机械爪子及机器人。本发明中的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子包括驱动单元、旋转盘、脚爪、传动单元和底座，旋转盘能够在驱动单元的作用下进行转动，脚爪的数量为三个，传动单元的两端分别通过能够转动的方式与旋转盘和脚爪相连，底座与驱动单元相连，脚爪的中间段通过能够转动的方式与底座相连。通过使用本技术方案中的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，驱动单元可以驱动旋转盘转动，同时旋转盘通过传动单元作用于脚爪，脚爪由于中间段通过能够转动的方式与底座相连，所以脚爪会沿中间段进行旋转以改变三个脚爪之间的抓取面积。

Description

应用于棋子抓取的小型三角机械爪子及机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种应用于棋子抓取的小型三角机械爪子及机器人。

背景技术

对于下棋机器人这类新型娱乐应用型机器人，往往功能多种多样，不同的棋类的棋子形状往往不同，例如象棋棋子为圆柱体，军旗棋子为长方体，跳棋棋子为球体或类圆锥体，因此末端夹持器的形状往往也是多种多样。对于常用的末端夹持器例如二脚夹子，夹头等往往不能对所有棋子进行有效地抓取。此类下棋机器人往往可玩棋类的种类单一，或者需在玩不同棋类时更换不同形状的末端执行器，从而造成了使用时的极大不便。

发明内容

本发明的目的是至少解决下棋机器人夹取棋子种类单一的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，包括：

驱动单元；

旋转盘，所述旋转盘能够在所述驱动单元的作用下进行转动；

脚爪，所述脚爪的数量为三个；

传动单元，所述传动单元的两端分别通过能够转动的方式与所述旋转盘和所述脚爪相连；

底座，所述底座与所述驱动单元相连，所述脚爪的中间段通过能够转动的方式与所述底座相连。

通过使用本技术方案中的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，驱动单元可以驱动旋转盘转动，同时旋转盘通过传动单元作用于脚爪，脚爪由于中间段通过能够转动的方式与底座相连，所以脚爪会沿中间段进行旋转以改变三个脚爪之间的抓取面积，从而使得三个脚爪的末端对不同种类棋子的抓取，提高了适用性。

另外，根据本发明的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施方式中，所述传动单元包括第一连接杆、传动件和第二连接杆，所述第一连接杆与所述旋转盘相连，所述第一连接杆能够随所述旋转盘的转动而转动，所述第二连接杆与所述脚爪相连，所述第二连接杆能够绕平行于所述旋转盘的盘面的轴线转动，所述传动件用于连接所述第一连接杆和所述第二连接杆。

在本发明的一些实施方式中，所述传动件包括用于连接所述第一连接杆的安装面，所述安装面与所述旋转盘的盘面平行设置，所述传动件还包括垂直于所述安装面设置的安装槽，所述第二连接件的一端设于所述安装槽内。

在本发明的一些实施方式中，所述第一连接杆为弧形杆，所述弧形杆的第一端通过能够转动的方式与所述旋转盘相连。

在本发明的一些实施方式中，三个所述脚爪各自的所述弧形杆的第一端的旋转中心距所述旋转盘的中轴线的距离相等，且任意两个所述弧形杆的第一端的旋转中心与所述旋转盘的中轴线所成的夹角为120°。

在本发明的一些实施方式中，所述底座上设有用于与所述脚爪的中间段配合连接的凹槽，所述脚爪的中间段能够绕穿过所述凹槽的连接轴的轴线进行转动。

在本发明的一些实施方式中，所述底座为正六边形结构，所述正六边形结构中任意互不相邻的三个侧面设有向外凸出设置的安装台，所述凹槽设于所述安装台内。

在本发明的一些实施方式中，所述驱动单元为舵机。

在本发明的一些实施方式中，所述应用于棋子抓取的小型三角机械爪子还包括减速器，所述减速器用于驱动连接所述驱动单元和所述旋转盘。

本发明还提出了一种机器人，包括以上的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子的张开状态下的整体结构示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子的闭合状态下的整体结构示意图；

图3示意性地示出了根据本发明实施方式的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子的结构***图。

10：驱动单元；

20：旋转盘；

30：脚爪；

40：传动单元、41：第一连接杆、42：连接件、421：安装面、422：安装槽、43：第二连接杆；

50：底座、51：凹槽、52：安装台、53：壳体；

60：减速器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子的张开状态下的整体结构示意图。图2示意性地示出了根据本发明实施方式的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子的闭合状态下的整体结构示意图。如图1和2所示，本发明提出了一种应用于棋子抓取的小型三角机械爪子。本发明中的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子包括驱动单元10、旋转盘20、脚爪30、传动单元40和底座50，旋转盘20能够在驱动单元10的作用下进行转动，脚爪30的数量为三个，传动单元40的两端分别通过能够转动的方式与旋转盘20和脚爪30相连，底座50与驱动单元10相连，脚爪30的中间段通过能够转动的方式与底座50相连。

通过使用本技术方案中的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，驱动单元10可以驱动旋转盘20转动，同时旋转盘20通过传动单元40作用于脚爪30，脚爪30由于中间段通过能够转动的方式与底座50相连，所以脚爪30会沿中间段进行旋转以改变三个脚爪30之间的抓取面积，从而使得三个脚爪30的末端对不同种类棋子的抓取，提高了适用性。

进一步地，在本实施例中，如图3所示，传动单元40包括第一连接杆41、传动件和第二连接杆43，第一连接杆41与旋转盘20相连，第一连接杆41能够随旋转盘20的转动而转动，第二连接杆43与脚爪30相连，第二连接杆43能够绕平行于旋转盘20的盘面的轴线转动，这样可以使得第二连接杆43在抓取棋子的过程中，可以向外进行位移，包括横向和纵向的位移，进而驱动脚爪30进行抓取。第二连接杆43与传动件用于连接第一连接杆41和第二连接杆43。当驱动单元10驱动旋转盘20进行转动时，位于旋转盘20上的第一连接杆41可以将旋转盘20的力矩传递给连接件42，通过连接件42传递给第二连接杆43，进而传递给脚爪30完成抓取任务。

具体地，在本实施例中，如图3所示，传动件包括用于连接第一连接杆41的安装面421，安装面421与旋转盘20的盘面平行设置，第一连接杆41的一端与安装面421通过第一连接臂活动连接，第一连接杆41在随着旋转盘20转动而转动时，可以传递给连接件42向外运动的力矩。另外，传动件还包括垂直于安装面421设置的安装槽422，第二连接件42的一端设于安装槽422，通过第二连接臂将安装槽422和第二连接杆43相连接，在第一连接杆41驱动连接件42向外运动进行横位移的同时，第二连接杆43会围绕位于安装槽422内部的一端转动进行纵向的位移，进而驱使脚爪30沿中间段转动进行抓取操作。

具体地，在本实施例中，如图3所示，第一连接杆41为弧形杆，弧形杆的第一端通过能够转动的方式与旋转盘20相连。通过弧形杆可以将轴线的旋转力转化为平面的开合力，同时采用弧形杆可以相对减少运动空间，有效地在狭小的空间内扩大运动的距离。在本发明中的的其他实施例中，也可以采用直杆相连接，同样可以将轴线的旋转力转化为平面的开合力，但不具有减少运动空间的作用。

进一步地，在本实施例中，如图3所示，三个脚爪30各自的弧形杆的第一端的旋转中心距旋转盘20的中轴线的距离相等，且任意两个弧形杆的第一端的旋转中心与旋转盘20的中轴线所成的夹角为120°。应用三角形稳定性的原理，通过三个脚爪30的开合角度可以根据驱动单元10旋转角度控制，达到稳定的抓取一个固定形状的物体的功能，解决了下棋机器人在进行各类棋类游戏时更换末端执行器的问题。同时还可以均匀的推动弧形杆运动，进而将力矩传递给连接件42和第二连接杆43，最终达到操作脚爪30夹取棋子的目的，提升了稳定性。

具体地，在本实施例中，如图3所示，底座50上设有用于与脚爪30的中间段配合连接的凹槽51，脚爪30的中间段能够绕穿过凹槽51的连接轴的轴线进行转动。本实施例中的底座50为正六边形结构，正六边形结构中任意互不相邻的三个侧面设有向外凸出设置的安装台52，凹槽51设于安装台52内。通过第三连接臂将凹槽51和脚爪30的中间段进行装配，可以使得传动单元40在驱动脚爪30运动时，脚爪30可以沿中间段上的第三连接臂进行转动，进而驱动脚爪30末端进行抓取操作。

进一步地，在本实施例中，驱动单元10为PWM舵机，使得各类控制器可以通过控制PWM输出控制舵机的转动角度、速度与转动时间，从而舵机转动角度控制脚爪30末端的开合角度。

具体地，在本实施例中，如图3所示，应用于棋子抓取的小型三角机械爪子还包括减速器60，减速器60用于驱动连接驱动单元10和旋转盘20。减速器60分别与旋转盘20和驱动单元10固定连接。减速器60可以降低驱动单元10转动的速度并提升输出的力矩，确保稳定抓取，提高了稳定性和抓取力。

进一步地，在本实施例中，如图3所示，底座50的顶部还设有壳体53，壳体53套设于驱动单元10的外部，壳体53用于保护和固定驱动单元10。

本发明还提出了一种机器人，包括以上的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子。

通过使用本技术方案中的机器人，机器人上的驱动单元10可以驱动旋转盘20转动，同时旋转盘20通过传动单元40作用于脚爪30，脚爪30由于中间段通过能够转动的方式与底座50相连，所以脚爪30会沿中间段进行旋转以改变三个脚爪30之间的抓取面积，从而使得三个脚爪30的末端对不同种类棋子的抓取，提高了适用性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，包括：

驱动单元；

旋转盘，所述旋转盘能够在所述驱动单元的作用下进行转动；

脚爪，所述脚爪的数量为三个；

传动单元，所述传动单元的两端分别通过能够转动的方式与所述旋转盘和所述脚爪相连；

底座，所述底座与所述驱动单元相连，所述脚爪的中间段通过能够转动的方式与所述底座相连。

2.根据权利要求1所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，所述传动单元包括第一连接杆、传动件和第二连接杆，所述第一连接杆与所述旋转盘相连，所述第一连接杆能够随所述旋转盘的转动而转动，所述第二连接杆与所述脚爪相连，所述第二连接杆能够绕平行于所述旋转盘的盘面的轴线转动，所述传动件用于连接所述第一连接杆和所述第二连接杆。

3.根据权利要求2所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，所述传动件包括用于连接所述第一连接杆的安装面，所述安装面与所述旋转盘的盘面平行设置，所述传动件还包括垂直于所述安装面设置的安装槽，所述第二连接件的一端设于所述安装槽内。

4.根据权利要求2所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，所述第一连接杆为弧形杆，所述弧形杆的第一端通过能够转动的方式与所述旋转盘相连。

5.根据权利要求4所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，三个所述脚爪各自的所述弧形杆的第一端的旋转中心距所述旋转盘的中轴线的距离相等，且任意两个所述弧形杆的第一端的旋转中心与所述旋转盘的中轴线所成的夹角为120°。

6.根据权利要求1所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，所述底座上设有用于与所述脚爪的中间段配合连接的凹槽，所述脚爪的中间段能够绕穿过所述凹槽的连接轴的轴线进行转动。

7.根据权利要求6所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，所述底座为正六边形结构，所述正六边形结构中任意互不相邻的三个侧面设有向外凸出设置的安装台，所述凹槽设于所述安装台内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，所述驱动单元为舵机。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子，其特征在于，所述应用于棋子抓取的小型三角机械爪子还包括减速器，所述减速器用于驱动连接所述驱动单元和所述旋转盘。

10.一种机器人，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的应用于棋子抓取的小型三角机械爪子。

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