【技术实现步骤摘要】
欠驱动拟人三指机械手
本专利技术涉及一种机器人设备,特别是涉及一种多指机器手,应用于末端夹持器和仿人假肢
技术介绍
机器人灵巧手作为人类活动肢体的有效延伸,以其能够完成灵活、精细的抓取操作,从20世纪后半期开始,作为机器人领域的热门研究方向之一,被各国的科技人员所研究。相对于简单的末端操作器,机器人灵巧手具有通用性强、感知能力丰富、能够实现满足几何封闭和力封闭的精确、稳固抓取等优点。随着制造工艺和传感器及控制技术的发展,作为智能制造应用领域中机器人与环境相互作用的重要环节,其末端执行部件已逐渐由原来的简单夹持器向多任务智能多指灵巧手过渡。智能灵巧手具有多个多关节手指,能够和人手一样具有很高的灵巧性和适应性,执行不同的抓取和操作任务。因此,智能灵巧手可以使工业机器人在非结构环境中与目标物近距离安全接触,具备对未知目标进行智能操作的能力。同样,智能仿人型灵巧手对于服务型机器人在特殊环境诸如危险品检测、设备检修、水下作业、空间站物品搬运及装配、残障辅助等领域具有重要应用价值。灵巧手作业能力的不断提高,其代价是增加了系统的复杂性和研究难度。
技术实现思路
为了解决现有技术问题,本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种欠驱动拟人三指机械手,包括手掌、两根手指和一根拇指,手指包括四个指节,使用弹簧片、手指盖板和螺钉连接,手掌包括底板、盖板,用于固定电机和手指。两手指分别具有三个自由度,拇指具有四个自由度,整只手共十个自由度,使用力传感器和角度传感器组成的闭环反馈系统,能够实现简单的抓、捏动作。手指结构基于欠驱动原理设计,在抓取不同物体时能够自适应地包 ...
【技术保护点】
一种欠驱动拟人三指机械手,包括手掌单元(3)和3根手指,所述手掌单元(3)包括掌心(301)和掌背(302),其中一根手指为拇指,其特征在于:所述手掌单元(3)内部设置3个驱动手指弯指动作的微型直流电机(303)和1个摆动拇指的舵机(306),所述微型直流电机(303)的输出轴上固定安装绕子(304),每根所述手指皆具有手指单元(1)部分,所述手指单元(1)依次由第一指节(11)、第二指节(12)、第三指节(13)和第四指节(14)连接而成,相邻两指节间设有转动轴,使所述手指单元(1)形成具有三个自由度的手指关节系统,所述第四指节(14)固定连接在所述手掌单元(3)的边缘,腱绳一端固定于靠近所述手指单元(1)自由端的位置处,所述腱绳依次穿过所述手指单元(1)中的腱绳孔、所述第二指节(12)中的腱绳孔、所述第三指节(13)中的腱绳孔和所述第四指节(14)中的腱绳孔,所述腱绳的另一端固定于所述主轴绕子(304)上,弹簧片(15)同时与所述手指单元(1)的各指节远离所述掌心(301)的一侧固定连接,当所述微型直流电机(303)输出正向转动时,所述主轴绕子(304)卷绕收紧腱绳,从而使得所述手 ...
【技术特征摘要】
1.一种欠驱动拟人三指机械手,包括手掌单元(3)和3根手指,所述手掌单元(3)包括掌心(301)和掌背(302),其中一根手指为拇指,其特征在于:所述手掌单元(3)内部设置3个驱动手指弯指动作的微型直流电机(303)和1个摆动拇指的舵机(306),所述微型直流电机(303)的输出轴上固定安装绕子(304),每根所述手指皆具有手指单元(1)部分,所述手指单元(1)依次由第一指节(11)、第二指节(12)、第三指节(13)和第四指节(14)连接而成,相邻两指节间设有转动轴,使所述手指单元(1)形成具有三个自由度的手指关节系统,所述第四指节(14)固定连接在所述手掌单元(3)的边缘,腱绳一端固定于靠近所述手指单元(1)自由端的位置处,所述腱绳依次穿过所述手指单元(1)中的腱绳孔、所述第二指节(12)中的腱绳孔、所述第三指节(13)中的腱绳孔和所述第四指节(14)中的腱绳孔,所述腱绳的另一端固定于所述绕子(304)上,弹簧片(15)同时与所述手指单元(1)的各指节远离所述掌心(301)的一侧固定连接,当所述微型直流电机(303)输出正向转动时,所述绕子(304)卷绕收紧腱绳,从而使得所述手指单元(1)进行内弯曲,当所述微型直流电机(303)输出反向转动时,依靠所述弹簧片(15)的弹力,所述绕子(304)放松腱绳,所述手指单元(1)依靠所述弹簧片(15)的弹力使所述手指单元(1)伸直,所述拇指的第四指节(14)形成拇指指根(21),所述拇指指根(21)根部形成圆柱形凸台,所述手掌单元(3)的所述掌心(301)一侧设有与所述拇指指根(21)的形状相适应的卡槽,拇指指根单元(2)主要由所述拇指指根(21)、拇指摆动转轴(27)和拇指摆动轴承(26)组成,所述拇指摆动轴承(26)分别安装于所述拇指指根(21)根部的圆柱形凸台和转轴(27)上,所述拇指的相邻两指节间的转动轴与所述拇指摆动转轴(27)的轴线空间垂直,所述拇指指根(21)围绕所述拇指摆动转轴(27)转动,从而使拇指具有4个自由度,所述舵机(306)的动力输出轴驱动所述拇指摆动转轴(27)转动,将所述舵机(306)的动力传递给所述拇指指根(21),实现所述拇指指根(21)相对与所述掌心(301)的摆动,使所述拇指指根(21)进出所述掌心(301)的卡槽,并使所述拇指指根(21)转动至相对于所述掌心(301)的设定空间角度位置,使3根手指相互辅助配合实现相应仿生手部动作;所述手指单元(1)还包括第一指节盖板(16)、第二指节盖板(17)和第三指节盖板(18),所述第一指节盖板(16)、所述第二指节盖板(17)和所述第三指节盖板(18)皆位于所述弹簧片(15)的外侧安装,分别与所述第一指节(11)、所述第二指节(12)和所述第三指节(13)将所述弹簧片(15)固定于所述手指单元(1)的表面上,除拇指之外的两根手指的所述第四指节(14)配合安装于所述掌心(301)的边缘卡槽中,使所述手指单元(1)与所述手掌单元(3)连接固定;所述第一指节(11)、所述第二指节(12)、所述第三指节(13)和所述第四指节(14)的表面分别设有凸台,各所述凸台分别嵌于所述弹簧片(15)上开设的凹槽中,...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐昱琳,袁杰,蒋财军,丁美昆,
申请(专利权)人:上海大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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