双齿条平夹间接自适应机器人手指装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106393161A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201610892201.6(22)申请日2016.10.12(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人宋九亚梁达尧张文增(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人张建纲(51)Int.Cl.B25J15/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称双齿条平夹间接自适应机器人手指装置(57)摘要双齿条平夹间接自适应机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括基座、两个指段、两个关节轴、电机、三个齿轮、两个齿条、滑块、凸块拨盘、簧件和限位凸块等。该装置综合实现了平行夹持及自适应抓取的功能，根据目标物体形状和位置的不同，既能平动第二指段捏持物体或外张撑住，也能依次转动第一指段和第二指段包络不同形状、大小的物体；该装置抓取范围大；采用欠驱动的方式，利用一个电机驱动两个关节，无需复杂的传感和控制系统；该装置结构紧凑、体积小，制造和维护成本低，适用于机器人手。CN106393161ACN106393161A权利要求书1/1页1.一种双齿条平夹间接自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴和电机；所述电机与基座固接；所述近关节轴活动套设在基座中；所述远关节轴活动套设在第一指段中；所述近关节轴的中心线与远关节轴的中心线平行；其特征在于：该双齿条平夹间接自适应机器人手指装置还包括传动机构、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一齿条、第二齿条、滑块、凸块拨盘、簧件和限位凸块；所述第一指段套固在近关节轴上；所述第二指段套固在远关节轴上；所述传动机构设置在基座中；所述电机的输出轴与传动机构的输入端相连，所述传动机构的输出端与近关节轴相连；所述第一齿轮活动套接在近关节轴上，所述第二齿轮套接在中间轴上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第二齿轮与第一齿条啮合，所述第一齿条固接在滑块的下方，所述第二齿条固接在滑块的上方，所述第二齿条与第三齿轮啮合，所述滑块滑动镶嵌在第一指段中；所述第三齿轮套固在远关节轴上，所述第三齿轮与第二指段固接；所述中间轴套设在第一指段中；所述第一齿轮与凸块拨盘固接，所述凸块拨盘活动套接在近关节轴上；所述限位凸块与基座固接；所述凸块拨盘与限位凸块相接触或离开一段距离；所述簧件的两端分别连接凸块拨盘和基座；所述第一齿轮与第二齿轮的传动比为1，所述第二齿轮与第三齿轮的分度圆直径相等。2.如权利要求1所述的双齿条平夹间接自适应机器人手指装置，其特征在于：所述簧件采用拉簧、压簧、片簧或扭簧。2CN106393161A说明书1/5页双齿条平夹间接自适应机器人手指装置技术领域[0001]本发明属于机器人手技术领域，特别涉及一种双齿条平夹间接自适应机器人手指装置的结构设计。背景技术[0002]自适应欠驱动机器人手采用少量电机驱动多个自由度关节，由于电机数量少，藏入手掌的电机可以选择更大的功率和体积，出力大，同时纯机械式的反馈系统无需对环境敏感也可以实现稳定抓取，自动适应不同形状尺寸的物体，没有实时电子传感和闭环反馈控制的需求，控制简单方便，降低了制造成本。[0003]在抓取物体时主要有两种抓取方法，一种是捏持，一种是握持。捏持是用末端手指的指尖部分去夹取物体，采用两个点或两个软指面去接触物体，主要针对小尺寸物体或具有对立面的较大物体；握持是用手指的多个指段包络环绕物体来实现多个点的接触，达到更稳定的形状包络抓取。工业夹持器一般采用末端平行的夹持方式，难以具有包络握持功能，不能适应多种形状物体的稳定包络抓取；自适应欠驱动手指可以采用自适应包络物体的方式握持，但是无法实施末端平行夹持抓取，例如，已有的一种欠驱动两关节机器人手指装置(中国发明专利CN101234489A)，包括基座、电机、中部指段、末端指段和平带轮式传动机构等。该装置实现了双关节欠驱动手指弯曲抓取物体的特殊效果，具有自适应性。该欠驱动机械手指装置的不足之处为：手指在未碰触物体前始终呈现伸直状态，抓取方式主要为握持方式，难实现较好的末端平行夹持抓取效果。发明内容[0004]本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种双齿条平夹间接自适应机器人手指装置。该装置具有多种抓取模式，既能平动第二指段夹持物体，也能先后转动第一指段和第二指段自适应包络不同形状、大小的物体；抓取范围大；无需复杂的传感和控制系统。[0005]本发明的技术方案如下：[0006]本发明设计的双齿条平夹间接自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴和电机；所述电机与基座固接；所述近关节轴活动套设在基座中；所述远关节轴活动套设在第一指段中；所述