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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102310411A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102310411A(43)申请公布日2012.01.11(21)申请号201110194977.8(22)申请日2011.07.12(71)申请人清华大学地址100084北京市100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人张文增彭智轩(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)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称三轴齿轮齿条复合欠驱动双关节机器人手指装置(57)摘要三轴齿轮齿条复合欠驱动双关节机器人手指装置,属于仿人机器手技术领域,包括基座、电机、减速器、基座轴、近关节轴、中部指段、远关节轴、末端指段、多路齿轮传动机构和簧件。本发明装置采用单个电机、多轴多路相异传动比的齿轮传动机构及簧件等综合实现了复合欠驱动抓取效果:手指先耦合转动抓向物体然后再自适应抓取物体;抓取过程拟人,动作灵巧,抓取物体稳定,可自动适应抓取不同尺寸、形状的物体,对控制系统要求低,操控容易;同时结构简单、紧凑,能量损耗小,传动效率高,成本低廉,装配维护便利,且外形与人手指相近,适用于仿人机器手。CN10234ACN102310411A权利要求书1/1页1.一种三轴齿轮齿条复合欠驱动双关节机器人手指装置,包括电机(1)、减速器(2)、基座(3)、近关节轴(42)、远关节轴(43)、中部指段(51)和末端指段(52);所述电机(1)和减速器(2)均固接于基座(3)上,电机的输出轴与减速器的输入轴相连;所述近关节轴(42)活动套设于基座(3)中,所述远关节轴(43)活动套设于中部指段(51)中,所述中部指段(51)套固在近关节轴(42)上;所述末端指段(52)套固在远关节轴(43)上;其特征在于:该装置还包括基座轴(41)、第一齿轮(611)、第二齿轮(612)、第三齿轮(621)、第四齿轮(622)、惰轮(623)、第五齿轮(631)、第六齿轮(632)、齿条(7)、导向孔(8)和簧件(9);所述基座轴(41)活动套设于基座(3)中,所述减速器(2)的输出轴与基座轴(41)相连;所述第一齿轮(611)套固于基座轴(41)上;所述第二齿轮(612)活动套接于近关节轴(42)上并与第一齿轮(611)啮合;所述的第三齿轮(621)套固于基座轴(41)上;所述第四齿轮(622)活动套接于近关节轴(42);所述惰轮(623)活动套接于惰轮轴(44)上,并与第三齿轮(621)和第四齿轮(622)分别啮合;所述第三齿轮(621)、第四齿轮(622)和惰轮(623)三者能够配合形成传动关系;所述第五齿轮(631)活动套接在近关节轴(42)上,并与第四齿轮(622)固接;所述第六齿轮(632)套固在远关节轴(43)上;所述齿条(7)的下部与第五齿轮(631)啮合,上部与第六齿轮(632)啮合;所述齿条(7)的上部和下部的齿型分别位于齿条两侧,如果设齿条上部与第六齿轮(632)啮合点为A,齿条下部与第五齿轮(631)的啮合点为B,第六齿轮(632)和第五齿轮(631)的中心分别为O1和O2,则线段AB、线段O1O2、线段AO1和线段BO2构成“8”字型;所述导向孔(8)与中指指段(51)固连,所述齿条(7)滑动镶嵌在导向孔(8)中;所述第五齿轮(631)、第六齿轮(632)和齿条(7)三者能够配合形成传动关系;所述簧件(9)的两端分别连接第二齿轮(612)与近关节轴(42)。2.如权利要求1所述的三轴齿轮齿条复合欠驱动双关节机器人手指装置,其特征在于:还包括基座传动机构,所述减速器(2)的输出轴通过所述基座传动机构与基座轴(41)相连。3.如权利要求2所述的三轴齿轮齿条复合欠驱动双关节机器人手指装置,其特征在于:所述基座传动机构包括第一锥齿轮(601)和第二锥齿轮(602);第一锥齿轮(601)套固在减速器的输出轴上,第一锥齿轮(601)与第二锥齿轮(602)相啮合,第二锥齿轮(602)套固在基座轴(41)上。4.如权利要求1所述的三轴齿轮齿条复合欠驱动双关节机器人手指装置,其特征在于:所述簧件(9)使用拉簧、扭簧、压簧、片簧或弹性绳。2CN102310411A说明书1/6页三轴齿轮齿条复合欠驱动双关节机器人手指装置技术领域[0001]本发明属于仿人机器手技术领域,特别涉及一种三轴齿轮齿条复合欠驱动双关节机器人手指装置的结构设计。背景技术[0002]手对人来说是非常重要的器官,在仿人机器人领域,增强机器人手的机能具有非常重要的意义。一方面,通过增加关节数目、驱动数目可以使机器手动作更多样精确,但同时这样又会使机构复杂繁琐;另一方面,如果过分追求机构精简,则势必对机器手的