多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置.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CN105598992A(43)申请公布日2016.05.25(21)申请号201610153133.1(22)申请日2016.03.17(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人张文增梁达尧(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)B25J17/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置(57)摘要多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括基座、两个指段、两个关节轴、驱动器、两套轮系传动机构、凸块拨盘、簧件和限位凸块等。本发明装置利用单个驱动器、合理设置传动比的多轴轮系、簧件、凸块拨盘、限位凸块和活动套接指段等综合实现了平行开合捏持及自适应包络抓持的功能，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，也能依次转动第一指段和第二指段包络物体；该装置采用传动轮和齿轮双路主从驱动的方式，抓取范围大，无运动死区；同时采用欠驱动的方式，仅利用一个驱动器驱动两个关节，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。CN105598992ACN105598992A权利要求书1/2页1.一种多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴和驱动器；所述近关节轴套设在基座中；所述远关节轴套设在第一指段中；所述第二指段套接在远关节轴上；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：该多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置还包括传动机构、主动齿轮、从动齿轮、齿轮组、第一传动轮、第二传动轮、传动件、凸块拨盘、第一簧件和限位凸块；所述第一指段活动套接在近关节轴上；所述驱动器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主动齿轮相连；所述主动齿轮活动套接在近关节轴上，所述主动齿轮与齿轮组的输入端相连，所述齿轮组的输出端与从动齿轮相连；所述齿轮组安装在第一指段中；所述从动齿轮活动套接在远关节轴上，所述从动齿轮与第二指段相连；所述齿轮组的传动使得从动齿轮与主动齿轮的转动方向一致；所述第一传动轮活动套接在近关节轴上；所述第二传动轮套接在远关节轴上，第二传动轮与第二指段固接；所述传动件连接第一传动轮和第二传动轮，所述传动件、第一传动轮和第二传动轮三者之间配合形成传动关系，所述传动件的传动使得第二传动轮与第一传动轮的转动方向一致；所述凸块拨盘活动套接在近关节轴上，所述凸块拨盘与第一传动轮固接；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；所述第一簧件的两端分别连接第一传动轮和基座，所述第一簧件使凸块拨盘靠向限位凸块；设第一指段靠向物体的转动方向为近关节正方向，第一指段远离物体的转动方向为近关节反方向；在多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置处于初始状态时，凸块拨盘与限位凸块接触，设此时凸块拨盘相对基座的旋转角度为0度，从该位置开始，凸块拨盘朝近关节正方向旋转时的转动角度为正，凸块拨盘朝近关节反方向旋转时的转动角度为负；所述限位凸块限制凸块拨盘的转动角度只能为正；在所述传动件、第一传动轮和第二传动轮三者所构成的传动系统中，相对于第一指段，从所述第一传动轮到第二传动轮的传动比为1。2.如权利要求1所述的多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置，其特征在于：还包括第二簧件，所述第二簧件的两端分别连接从动齿轮和第二指段。3.如权利要求1所述的多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置，其特征在于：所述从动齿轮与第二指段固接；在主动齿轮、齿轮组和从动齿轮三者所构成的齿轮传动系统中，相对于第一指段，从所述主动齿轮到从动齿轮的传动比小于1。4.如权利要求1所述的多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置，其特征在于：所述传动件采用传动带、腱绳或链条，所述第一传动轮采用带轮、绳轮或链轮，所述第二传动轮采用带轮、绳轮或链轮，所述传动件、第一传动轮和第二传动轮三者之间配合形成传动关系，所述传动件形成“0”字形。5.如权利要求1、2或3所述的多轴轮系平行开合自适应包络机器人手指装置，其特征在于：所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、双联齿轮、第一中间轴、第二中间轴和第三中间轴；所述双联齿轮包括同轴心且固接在一起的输入齿轮和输出齿轮；所述第一齿轮与主动齿轮啮合，所述第一齿轮套接在第一中间轴上，所述第一中间轴套设在第一指段中；所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第二齿轮套接在第二中间轴上，所述输入齿轮与第二齿轮啮合，所述输出齿轮与从动齿轮啮合，所述双联齿轮套接在第三中间轴上，所述第一中