锥齿轮系电机倒置复合欠驱动机器人手指装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102814819A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102814819A(43)申请公布日2012.12.12(21)申请号201210187521.3(22)申请日2012.06.07(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人朱明可张文增孙振国陈强(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人邸更岩(51)Int.Cl.B25J15/08(2006.01)B25J17/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图44页(54)发明名称锥齿轮系电机倒置复合欠驱动机器人手指装置(57)摘要锥齿轮系电机倒置复合欠驱动机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括基座、电机、减速器、中部指段、末端指段、近关节轴、远关节轴、多个锥齿轮和簧件等。该装置采用倒置的电机、同向传动机构、活动套接的中部指段和簧件综合实现了耦合与自适应复合型欠驱动抓取模式，即在抓取过程中既可以多关节联动，产生较好的拟人效果；又可以适应不同形状、尺寸的物体，产生较好的自适应抓取效果；可实现握持、捏持等多种抓取模式。该装置控制容易、能耗小；该装置将驱动器置于中部指段中，充分利用了手指空间，布局紧凑；解放了手掌空间，使得更加复杂的控制机构得以安放在手掌中；该装置结构简单、制造成本低、维护方便。CN102849ACN102814819A权利要求书1/1页1.一种锥齿轮系电机倒置复合欠驱动机器人手指装置，包括基座（1）、电机（2）、减速器（21）、中部指段（11）、末端指段（12）、近关节轴（31）和远关节轴（32）；所述的近关节轴（31）活动套接于基座（1）中，所述的中部指段（11）活动套接在近关节轴（31）上；所述的远关节轴（32）活动套接于中部指段（11）中，所述的末端指段（12）套固在远关节轴（32）上；远关节轴（32）和近关节轴（31）平行；其特征在于：该机器人手指装置还包括第一锥齿轮（61）、第二锥齿轮（62）、第三锥齿轮（63）、第一传动机构和簧件（5）；所述的电机（2）和减速器（21）设置在中部指段中，所述的电机（2）和减速器（21）与中部指段（11）固接，电机（2）的输出轴与减速器（21）的输入轴相连；所述第一锥齿轮（61）套固在减速器的输出轴上，所述第二锥齿轮（62）套固在近关节轴上，所述第一锥齿（61）轮与第二锥齿轮（62）啮合，所述第三锥齿轮（63）活动套接在近关节轴上，所述第一锥齿轮（61）与第三锥齿轮（63）啮合，所述的第一传动机构包括主动轮（41）、从动轮（42）和传动件，所述的主动轮（41）与从动轮（42）通过传动件相连，所述主动轮（41）转动方向与从动轮（42）转动方向相同；所述的主动轮（41）活动套接在近关节轴（31）上，所述的主动轮与第三锥齿轮（63）固接；所述的从动轮（42）套固在远关节轴（32）上；所述的簧件（5）的两端分别连接基座（1）和近关节轴（31）。2.如权利要求1所述的锥齿轮系电机倒置复合欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的传动件（43）采用传动带、链条或腱绳，所述的主动轮（41）采用带轮、链轮或绳轮，所述的从动轮（42）采用带轮、链轮或绳轮；所述的传动件（43）、主动轮（41）和从动轮（42）三者能够配合形成传动关系；所述的传动件（43）缠绕在主动轮（41）和从动轮（42）上并形成“O”字形。3.如权利要求1所述的锥齿轮系电机倒置复合欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的传动件（43）采用齿条，所述的主动轮（41）、从动轮（42）均采用齿轮；所述的齿条分别与主动轮（41）和从动轮（42）啮合；令齿条与主动轮（41）的啮合点为A，齿条与从动轮（42）的啮合点为B，主动轮（41）的中心点为O1，从动轮（42）的中心点为O2，线段O1A、线段AB、线段BO2和线段O2O1构成“口”字形，所述的齿条镶嵌在中部指段中。4.如权利要求1所述的锥齿轮系电机倒置复合欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的传动件（43）采用连杆，所述的连杆的两端分别与主动轮（41）和从动轮（42）铰接；令连杆与主动轮（41）的铰接点为C，连杆与从动轮（42）的铰接点为D，主动轮（41）的中心点为O1，从动轮（42）的中心点为O2，线段O1C、线段CD、线段DO2和线段O2O1构成“口”字形。5.如权利要求1所述的锥齿轮系电机倒置复合欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的传动件包括第1传动齿轮、第2传动齿轮、……、第2n-1传动齿轮、第1过渡轴、第2过渡轴、……、第2n-2过渡轴和第2n-1过渡轴；所述的主动轮（41）和从动轮（42）均采用齿轮；所述的主动轮（41）与第1传动齿轮相啮