适合捏持和握持的机器人手指装置制造方法及图纸

适合捏持和握持的机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、电机、减速器、传动机构、六个齿轮、三个齿条、两个簧件、两个拨杆和两个凸块。该装置利用电机、蜗轮蜗杆、齿轮齿条、簧件、拨杆和凸块等综合实现了一种机器人手指，该手指能够实现捏持和握持两种功能，既能够采用手指末端去捏持物体，也适合用两个指段在没有传感器的情况下去自适应包络抓取不同形状、尺寸的物体；该装置传动精确平稳，抓取稳定可靠；仅利用一个电机驱动两个关节，无需复杂的传感和实时控制系统；结构简单、体积小、重量轻，成本低，适用于通用抓取的机器人。

Robot finger device suitable for gripping and holding

Suitable for robot finger pinch and grip device, which belongs to the technical field of the robot, which comprises a base, a first finger section, second section, near joint shaft, far joint shaft, motor, reducer, gear, six gear and three racks, two spring, two lever and two convex block. The device uses a motor, worm gear, gear rack, a spring, a deflector rod and a convex block comprehensive implementation of a robot finger, the finger can achieve two functions to grip and pinch, not only can use the finger end to holding the object, and is also suitable for use in the absence of two finger segments without sensor adaptive envelope grasp the objects with different shapes and sizes; the transmission device capture precise and smooth, stable and reliable; using only one motor driving two joints without complex sensing and real-time control system; simple structure, small volume, light weight, low cost, suitable for general crawling robot.

【技术实现步骤摘要】
适合捏持和握持的机器人手指装置
本专利技术属于机器人手
，特别涉及一种适合捏持和握持的机器人手指装置的结构设计。
技术介绍
机器人手是一个重要的终端部件，用于抓取物体和操作物体，它一般具有多个手指和手掌，核心是如何更好地抓取物体。现有的欠驱动机器人手技术主要是采用少量电机驱动多个关节，分为两种主要的方法：当关节同时转动时可以获得稳定的末端捏持抓取，这种驱动是精确抓取模式，也称为耦合转动模式；当需要较大力量时，一般需要多个指段接触包络物体，这种驱动是力量型抓取模式，也称为自适应抓取模式。这两种抓取模式各有优缺点，都能够实现一个电机驱动两个关节，减少控制难度，降低了对系统的传感与控制需求，成本较低，机器人手的重量小，体积小，便于应用在许多领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种适合捏持和握持的机器人手指装置。该装置能够实现捏持和握持两种功能，既能够采用手指末端去捏持物体，也适合用两个指段在没有传感器的情况下去自适应包络抓取不同形状、尺寸的物体。本专利技术的技术方案如下：本专利技术设计的一种适合捏持和握持的机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、电机、减速器和传动机构，所述近关节轴活动套设在基座中；所述第一指段活动套接在近关节轴上；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；所述电机设置在基座中；所述电机的输出轴与减速器的输入轴相连，所述减速器与基座固接，所述传动机构设置在基座中；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：所述适合捏持和握持的机器人手指装置还包括蜗杆、蜗轮、传动轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一齿条、第二齿条、第三齿条、第一拨杆、第二拨杆、第一簧件、第二簧件、第一凸块和第二凸块；所述蜗杆套固在减速器的输出轴上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮套固在传动轴上，所述传动轴套设在基座中，所述传动轴与传动机构的输入端相连，所述传动机构的输出端与第一齿轮相连，所述第一齿轮套接在近关节轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮套接在第一中间轴上，所述第一中间轴、第二中间轴分别套设在第一指段中，所述第一中间轴的中心线、第二中间轴的中心线与近关节轴的中心线平行；所述第三齿轮套接在近关节轴上，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮套接在第一中间轴上，所述第五齿轮套接在第二中间轴上，所述第六齿轮套接在远关节轴上，所述第五齿轮与第六齿轮啮合，所述第六齿轮与第二指段固接；所述第一齿条、第二齿条分别滑动镶嵌在第一指段中；第一齿条、第二齿条各自在第一指段中的滑动方向相同，该方向与近关节轴的中心线垂直；所述第一齿条与第二齿轮啮合，所述第二齿条与第四齿轮啮合，所述第三齿条与第五齿轮啮合；所述第二齿条与第三齿条固接；设所述第一齿条与第二齿轮的啮合点为A点，所述第二齿条与第四齿轮的啮合点为B点，第三齿条与第五齿轮的啮合点为C点，第一中间轴的中心点为M点，第二中间轴的中心点为N点，线段MB、BC、CN、NM构成平行四边形；设第一中间轴的中心线与第二中间轴的中心线构成平面U，A点、B点位于平面U的同一侧；设从所述第三齿轮到第四齿轮的传动比为i，从所述第五齿轮到第六齿轮的传动比为j，i与j的乘积为1；所述第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮的模数相等；所述第一齿轮、第二齿轮的模数相等；所述第一凸块与基座固接，所述第二凸块与第三齿轮固接；所述第一拨杆与第一齿条固接，所述第二拨杆与第二齿条固接；所述第一凸块与第二凸块接触或离开一段距离，所述第一拨杆与第二拨杆接触或离开一段距离；所述第一簧件的两端分别连接第一齿轮和第一指段，所述第二簧件的两端分别连接基座和第三齿轮，第二簧件使第二凸块靠向第一凸块。本专利技术所述的适合捏持和握持的机器人手指装置，其特征在于：所述第一簧件采用扭簧。本专利技术所述的适合捏持和握持的机器人手指装置，其特征在于：所述第二簧件采用拉簧。本专利技术所述的适合捏持和握持的机器人手指装置，其特征在于：所述传动机构包括第一过渡齿轮、第二过渡齿轮和过渡轴；所述第一过渡齿轮套固在传动轴上，所述第一过渡齿轮与第二过渡齿轮啮合，所述第二过渡齿轮套接在过渡轴上，所述过渡轴套设在基座中，所述第二过渡齿轮与第一齿轮啮合。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：本专利技术装置利用电机、蜗轮蜗杆、齿轮齿条、簧件、拨杆和凸块等综合实现了一种机器人手指，该手指能够实现捏持和握持两种功能，既能够采用手指末端去捏持物体，也适合用两个指段在没有传感器的情况下去自适应包络抓取不同形状、尺寸的物体；该装置传动精确平稳，抓取稳定可靠；仅利用一个电机驱动两个关节，无需复杂的传感和实时控制系统；结构简单、体积小、重量轻，成本低，适用于通用抓取的机器人。附图说明图1是本专利技术设计的适合捏持和握持的机器人手指装置的一种实施例的立体外观图。图2是图1所示实施例的正视图。图3是图1所示实施例的侧视图(图2的左视图)。图4是图1所示实施例的正视图(未画出基座前板、第一指段前板)。图5是图1所示实施例中的一个角度的立体外观图(未画出部分零件)。图6是图1所示实施例中的另一个角度的立体外观图(未画出部分零件)。图7是图1所示实施例的剖视图。图8至图11是图1所示实施例在以自适应包络抓取方式握持物体的动作过程示意图。图12至图15是图1所示实施例在以单纯平行夹持方式捏持物体的动作过程示意图。在图1至图15中：1－基座，11－电机，12－减速器，13－蜗杆，14－蜗轮，15－传动轴，16－第一凸块，17－第一过渡齿轮，18－第二过渡齿轮，19－过渡轴，2－第一指段，3－第二指段，4－近关节轴，5－远关节轴，61－第一齿轮，62－第二齿轮，63－第三齿轮，631－第二凸块，64－第四齿轮，65－第五齿轮，66－第六齿轮，71－第一中间轴，72－第二中间轴，81－第一齿条，811－第一拨杆，82－第二齿条，821－第二拨杆，91－第一簧件，92－第二簧件，99－物体。具体实施方式下面结合附图及实施例进一步详细介绍本专利技术的具体结构、工作原理的内容。本专利技术设计的适合捏持和握持的机器人手指装置的一种实施例，如图1至图7所示，包括基座1、第一指段2、第二指段3、近关节轴4、远关节轴5、电机11、减速器12和传动机构，所述近关节轴4活动套设在基座1中；所述第一指段2活动套接在近关节轴4上；所述远关节轴5套设在第一指段2中；所述第二指段3套接在远关节轴5上；所述电机11设置在基座1中；所述电机11的输出轴与减速器12的输入轴相连，所述减速器12与基座1固接，所述传动机构设置在基座1中；所述近关节轴4的中心线与远关节轴5的中心线平行；所述适合捏持和握持的机器人手指装置还包括蜗杆13、蜗轮14、传动轴15、第一齿轮61、第二齿轮62、第三齿轮63、第四齿轮64、第五齿轮65、第六齿轮66、第一中间轴71、第二中间轴72、第一齿条81、第二齿条82、第三齿条83、第一拨杆811、第二拨杆821、第一簧件91、第二簧件92、第一凸块16和第二凸块631；所述蜗杆13套固在减速器12的输出轴上，所述蜗杆13与蜗轮14啮合，所述蜗轮14套固在传动轴15上，所述传动轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合捏持和握持的机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、电机、减速器和传动机构，所述近关节轴活动套设在基座中；所述第一指段活动套接在近关节轴上；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；所述电机设置在基座中；所述电机的输出轴与减速器的输入轴相连，所述减速器与基座固接，所述传动机构设置在基座中；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：所述适合捏持和握持的机器人手指装置还包括蜗杆、蜗轮、传动轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一齿条、第二齿条、第三齿条、第一拨杆、第二拨杆、第一簧件、第二簧件、第一凸块和第二凸块；所述蜗杆套固在减速器的输出轴上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮套固在传动轴上，所述传动轴套设在基座中，所述传动轴与传动机构的输入端相连，所述传动机构的输出端与第一齿轮相连，所述第一齿轮套接在近关节轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮套接在第一中间轴上，所述第一中间轴、第二中间轴分别套设在第一指段中，所述第一中间轴的中心线、第二中间轴的中心线与近关节轴的中心线平行；所述第三齿轮套接在近关节轴上，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮套接在第一中间轴上，所述第五齿轮套接在第二中间轴上，所述第六齿轮套接在远关节轴上，所述第五齿轮与第六齿轮啮合，所述第六齿轮与第二指段固接；所述第一齿条、第二齿条分别滑动镶嵌在第一指段中；第一齿条、第二齿条各自在第一指段中的滑动方向相同，该方向与近关节轴的中心线垂直；所述第一齿条与第二齿轮啮合，所述第二齿条与第四齿轮啮合，所述第三齿条与第五齿轮啮合；所述第二齿条与第三齿条固接；设所述第一齿条与第二齿轮的啮合点为A点，所述第二齿条与第四齿轮的啮合点为B点，第三齿条与第五齿轮的啮合点为C点，第一中间轴的中心点为M点，第二中间轴的中心点为N点，线段MB、BC、CN、NM构成平行四边形；设第一中间轴的中心线与第二中间轴的中心线构成平面U，A点、B点位于平面U的同一侧；设从所述第三齿轮到第四齿轮的传动比为i，从所述第五齿轮到第六齿轮的传动比为j，i与j的乘积为1；所述第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮的模数相等；所述第一齿轮、第二齿轮的模数相等；所述第一凸块与基座固接，所述第二凸块与第三齿轮固接；所述第一拨杆与第一齿条固接，所述第二拨杆与第二齿条固接；所述第一凸块与第二凸块接触或离开一段距离，所述第一拨杆与第二拨杆接触或离开一段距离；所述第一簧件的两端分别连接第一齿轮和第一指段，所述第二簧件的两端分别连接基座和第三齿轮，第二簧件使第二凸块靠向第一凸块。...

【技术特征摘要】
1.一种适合捏持和握持的机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、电机、减速器和传动机构，所述近关节轴活动套设在基座中；所述第一指段活动套接在近关节轴上；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；所述电机设置在基座中；所述电机的输出轴与减速器的输入轴相连，所述减速器与基座固接，所述传动机构设置在基座中；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：所述适合捏持和握持的机器人手指装置还包括蜗杆、蜗轮、传动轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一齿条、第二齿条、第三齿条、第一拨杆、第二拨杆、第一簧件、第二簧件、第一凸块和第二凸块；所述蜗杆套固在减速器的输出轴上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮套固在传动轴上，所述传动轴套设在基座中，所述传动轴与传动机构的输入端相连，所述传动机构的输出端与第一齿轮相连，所述第一齿轮套接在近关节轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮套接在第一中间轴上，所述第一中间轴、第二中间轴分别套设在第一指段中，所述第一中间轴的中心线、第二中间轴的中心线与近关节轴的中心线平行；所述第三齿轮套接在近关节轴上，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮套接在第一中间轴上，所述第五齿轮套接在第二中间轴上，所述第六齿轮套接在远关节轴上，所述第五齿轮与第六齿轮啮合，所述第六齿轮与第二指段固接；所述第一齿条、第二齿条分别滑动镶嵌在第一指段中；第一齿条、第二齿条各自在第一指段中的滑动方向相同，该方向与近关节轴的中心线垂直；...

【专利技术属性】
技术研发人员：党丽楠，宋九亚，张文增，李特，
申请(专利权)人：清华大学，深圳市佳顺智能机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11