顺从欠促动抓紧器制造技术

一种顺从欠促动抓紧器包括基部和多个手指。多个手指中的至少一个包括：近侧指骨；将近侧指骨连接于基部的近侧接头；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的远侧接头；以及用于移动指骨的部件。近侧接头和远侧接头中的至少一个包括挠曲接头，该挠曲接头具有沿第一方向的第一顺从性和沿第二方向的第二顺从性，第二顺从性比第一顺从性更硬。远侧指骨包括：圆形端面；以及提升部分，其包括在圆形端面附近的提升边缘。部件平行于第一方向起作用。抓紧器进一步包括与部件相关联的至少一个促动器。抓紧器具有少于自由度的促动器。

Substandard actuating grip

A substandard actuating grip consists of a base and a plurality of fingers. At least one of a plurality of fingers includes the proximal phalanx, the proximal phalanges connected to the proximal part of the base, the distal phalanx, the distal phalanges connected to the distal phalanx distal joints, and the parts for moving the phalanges. At least one part of the proximal joint and the distal joint includes a flexure joint, which has the first compliance in the first direction and the second compliance in the second direction, and the second compliance is harder than the first compliance. The distal phalanx includes a circular end face, and a lifting part, which includes a hoisting edge near the circular end. The parts work in parallel to the first direction. The grip further includes at least one of the actuators associated with the component. A tightening device with less than a degree of freedom.

【技术实现步骤摘要】
顺从欠促动抓紧器本申请是于2015年5月8日进入中国国家阶段的PCT专利申请PCT/US2013/069182(申请日为2013年11月8日，中国国家申请号为201380058552.1，专利技术名称“顺从欠促动抓紧器”)的分案申请。相关申请本申请要求2012年11月9日提交的美国临时专利申请No.61/724,506、2012年11月9日提交的No.61/724,512，以及2012年11月9日提交的No.61/724,517；以及2013年3月15日提交的美国专利申请No.13/833,580、2013年3月15日提交的No.13/833,631和2013年3月15日提交的No.13/833,687的权益和优先权，这些申请的公开通过引用以它们的整体并入本文中。政府支持声明本专利技术是在美国国防部先进研究项目局(DARPA)关于DARPA自主机器人操纵-硬件轨迹(ARM-H)所授予的DARPA合同No.W91CRB-10-C-0141的支持下完成的。政府对本专利技术具有某些权利。
技术介绍
端部效应器或抓紧器通常安装在机器人臂上，并且用于操纵和/或抓持选定环境中的物体。环境可为结构化或非结构化的。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括基部和多个手指。多个手指中的至少一个包括：近侧指骨；将近侧指骨连接于基部的近侧接头；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的远侧接头；以及用于移动指骨的部件。近侧接头和远侧接头中的至少一个包括挠曲接头，挠曲接头具有沿挠曲接头的第一方向的第一顺从性和沿挠曲接头的第二方向的第二顺从性，其中，第二顺从性比第一顺从性更硬。远侧指骨包括：圆形端面；以及提升部分，其包括在圆形端面附近的提升边缘。部件平行于挠曲接头的第一方向起作用。抓紧器进一步包括与部件相关联的至少一个促动器。抓紧器具有少于自由度的促动器。在一些实施例中，提升边缘是自由终端边缘，并且远侧指骨包括限定在圆形端面和提升边缘之间的提升凹槽。根据一些实施例，圆形端面在基本上垂直于提升凹槽的纵向轴线的平面中限定弧形。在一些实施例中，提升凹槽具有范围为大约1mm至3mm的深度。圆形端面可由比提升部分更软的材料形成。在一些实施例中，圆形端面的更软的材料具有范围为大约0肖氏硬度A至60肖氏硬度A的硬度，并且提升部分具有至少大约100Gpa的硬度。抓紧器可包括能够运行来选择性地调节提升边缘相对于圆形端面的位置的调节机构。在一些实施例中，远侧指骨具有基本上平坦的内部抓持面和独特的相对的沿轴向延伸的内部侧边缘。根据本专利技术的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括基部和多个手指。多个手指中的至少一个包括：近侧指骨；将近侧指骨连接于基部的近侧接头；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的远侧接头；以及用于移动指骨的部件。近侧接头和远侧接头中的至少一个包括挠曲接头，挠曲接头具有沿挠曲接头的第一方向的第一顺从性和沿挠曲接头的第二方向的第二顺从性，其中，第二顺从性比第一顺从性更硬。部件平行于挠曲接头的第一方向起作用。抓紧器进一步包括与部件相关联的至少一个促动器。远侧指骨具有基本上平坦的内部抓持面和独特的相对的沿轴向延伸的内部侧边缘。抓紧器具有少于自由度的促动器。在一些实施例中，平坦内部抓持面基本上平行于挠曲接头的主弯曲轴线。平坦内部抓持面可由弹性体材料形成。在一些实施例中，挠曲接头包括由弹性体材料形成的挠曲连结件。在一些实施例中，远侧指骨在垂直于第一方向的横截面中为基本上长方形。根据本专利技术的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括基部、两个手指趾和与两个手指趾相对的拇指趾。手指趾和拇指趾均包括：近侧指骨；远侧指骨；将近侧指骨直接连接于远侧指骨的远侧接头，远侧接头沿第一方向是顺从的；将近侧指骨直接连接于基部的近侧接头，近侧接头沿第二方向是顺从的；以及用于移动近侧指骨和远侧指骨的腱索，其中，腱索基本上平行于顺从性的第一方向，并且基本上改变远侧接头沿第一方向的顺从性。抓紧器进一步包括用以移动手指趾和拇指趾的至少一个促动器。各个远侧指骨具有为连接于其的近侧指骨的长度的0.60倍至0.66倍的长度。两个手指趾中的各个的近侧接头与拇指的平均距离是两个手指趾的近侧指骨的平均长度的1.30倍至1.44倍。抓紧器具有少于自由度的促动器。在一些实施例中，基部包括在手指趾和拇指趾之间的手掌，并且手掌具有范围为近侧指骨的平均长度的大约1.21倍至1.33倍的主要尺寸。在一些实施例中，手指趾的近侧接头之间的间距的范围为近侧指骨的平均长度的大约0.97倍至1.08倍。根据本专利技术的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括手掌基部和两个手指。手指中的各个包括：近侧指骨；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的顺从挠曲接头；以及将近侧指骨连接于手掌基部的销接头，销接头约束近侧指骨相对于手掌基部的角移动，以围绕销枢转轴线旋转。抓紧器进一步包括用以移动手指的至少一个促动器。抓紧器具有少于自由度的促动器。抓紧器可进一步包括与各个手指相关联的销接头角传感器。抓紧器可进一步包括将各个手指连接于手掌基部的旋转接头，其中，手指可相对于手掌基部围绕旋转接头旋转，以使其销枢转轴线相对于手掌基部重新定向。在一些实施例中，抓紧器进一步包括拇指和用以独立于手指来移动拇指的至少一个促动器。拇指包括：近侧指骨；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的顺从挠曲接头；以及将近侧指骨连接于手掌基部的销接头，销接头约束近侧指骨相对于手掌基部的角移动，以围绕销枢转轴线旋转。根据本专利技术的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括手掌基部和两个手指。手指中的各个包括：近侧指骨；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的顺从挠曲接头；将近侧指骨连接于手掌基部的销接头，销接头具有围绕销枢转轴线的占优势自由度；以及腱索，其用于移动近侧指骨和远侧指骨，使得腱索的移动生成近侧指骨以大于远侧指骨围绕挠曲接头的角运动的速率围绕销枢转轴线的角运动。抓紧器进一步包括用以移动手指的至少一个促动器。抓紧器具有少于自由度的促动器。在一些实施例中，挠曲接头包括由顺从弹性体材料形成的挠曲连结件。根据一些实施例，枢转接头将近侧指骨连接于手掌基部，用于围绕枢转接头沿第一方向和第二方向旋转，抓紧器包括返回偏动弹簧，其用以沿第二方向将近侧指骨驱动到返回位置，返回偏动弹簧具有第一弹簧速率，挠曲接头构造成将远侧指骨偏置到相对于近侧指骨的打开位置，并且具有第二弹簧速率，并且第二弹簧速率大于第一弹簧速率。在一些实施例中，第二弹簧速率是第一弹簧速率的至少八倍。在一些实施例中，第一弹簧速率足以在腱索松驰的情况下在抓紧器的任何定向上将近侧指骨固持在返回位置，并且第二弹簧速率足以在腱索松驰的情况下在抓紧器的任何定向上将远侧指骨固持在打开位置。根据本专利技术的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括手掌基部和两个手指。手指中的各个包括：近侧指骨；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的顺从挠曲接头；枢转接头，其将近侧指骨连接于手掌基部，用于围绕枢转接头沿第一方向和第二方向旋转；用于使近侧指骨沿第一方向移动的腱索；用以沿第二方向将近侧指骨驱动到返回位置的返回偏动弹簧，其中，返回偏动弹簧的弹簧速率足以在腱索松驰的情况下在抓紧器的任何定向上将近侧指骨固持在返回位置。抓紧器进一步包括与各个腱索相关联的至少一个促动器。抓紧器具有少于自由度的促本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顺从欠促动抓紧器，包括：基部；两个手指趾和与所述两个手指趾相对的拇指趾，其中所述手指趾和所述拇指趾均包括：近侧指骨；远侧指骨；将所述近侧指骨直接连接于所述远侧指骨的远侧接头，所述远侧接头沿第一方向是顺从的；将所述近侧指骨直接连接于所述基部的近侧接头，所述近侧接头沿第二方向是顺从的；以及用于移动所述近侧和远侧指骨的腱索，其中，所述腱索基本上平行于顺从性的所述第一方向，并且基本上改变所述远侧接头沿所述第一方向的所述顺从性；以及用以移动所述手指趾和所述拇指趾的至少一个促动器；其中，各个远侧指骨具有为连接于其的所述近侧指骨的长度的0.60倍至0.66倍的长度；其中，从所述两个手指趾中的各个的所述近侧接头到所述拇指的平均距离是所述两个手指趾的所述近侧指骨的平均长度的1.30倍至1.44倍；以及其中，所述抓紧器具有少于自由度的促动器。

【技术特征摘要】
2012.11.09 US 61/724506;2012.11.09 US 61/724512;201.一种顺从欠促动抓紧器，包括：基部；两个手指趾和与所述两个手指趾相对的拇指趾，其中所述手指趾和所述拇指趾均包括：近侧指骨；远侧指骨；将所述近侧指骨直接连接于所述远侧指骨的远侧接头，所述远侧接头沿第一方向是顺从的；将所述近侧指骨直接连接于所述基部的近侧接头，所述近侧接头沿第二方向是顺从的；以及用于移动所述近侧和远侧指骨的腱索，其中，所述腱索基本上平行于顺从性的所述第一方向，并且基本上改变所述远侧接头沿所述第一方向的所述顺从性；以及用以移动所述手指趾和所述拇指趾的至少一个促动器；其中，各个远侧指骨具有为连接于其的所述近侧指骨的长度的0.60倍至0.66倍的长度；其中，从所述两个手指趾中的各个的所述近侧接头到所述拇指的平均距离是所述两个手指趾的所述近侧指骨的平均长度的1.30倍至1.44倍；以及其中，所述抓紧器具有少于自由度的促动器。2.根据权利要求1所述的抓紧器，其特征在于：所述基部包括在所述手指趾和所述拇指趾之间的手掌；并且所述手掌具有主要尺寸，其范围为所述近侧指骨的所述平均长度的大约1.21倍至1.33倍。3.根据权利要求1所述的抓紧器，其特征在于，所述手指趾的所述近侧接头之间的间距的范围为所述近侧指骨的所述平均长度的大约0.97倍至1.08倍。4.一种顺从欠促动抓紧器，包括：手掌基部；第一和第二手指，其中所述第一和第二手指中的各个包括：近侧指骨；远侧指骨；将所述远侧指骨连接于所述近侧指骨的顺从挠曲接头；以及将所述近侧指骨连接于所述手掌基部的销接头，所述销接头约束所述近侧指骨相对于所述手掌基部的角移动，以围绕销枢转轴线旋转；以及用以移动所述第一和第二手指的至少一个促动器；其中，所述抓紧器具有少于自由度的促动器。5.根据权利要求4所述的抓紧器，其特征在于，所述抓紧器包括与所述第一和第二手指中的各个相关联的销接头角传感器。6.根据权利要求4所述的抓紧器，其特征在于，所述抓紧器包括将各个手指连接于所述手掌基部的旋转接头，其中，所述手指可相对于所述手掌基部围绕所述旋转接头旋转，以使其销枢转轴线关于所述手掌基部重新定向。7.根据权利要求4所述的抓紧器，其特征在于，所述抓紧器进一步包括：拇指，包括：近侧指骨；远侧指骨；将所述远侧指骨连接于所述近侧指骨的顺从挠曲接头；以及将所述近侧指骨连接于所述手掌基部的销接头，所述销接头约束所述近侧指骨相对于所述手掌基部的角移动，以围绕销枢转轴线旋转；以及用以独立于所述第一和第二手指来移动所述拇指的至少一个促动器。8.根据权利要求4所述的抓紧器，其特征在于，所述抓紧器包括分别将所述第一和第二手指连接于所述手掌基部的第一和第二旋转接头，以使得所述第一和第二手指能够相对于所述手掌基部旋转，其中所述第一和第二手指能够相对于所述手掌基部围绕所述第一和第二旋转接头旋转，以使它们的销枢转轴线相对于所述手掌基部重新定向，并且改变在所述第一手指的销枢转轴线与所述第二手指的销枢转轴线之间限定的角度。9.根据权利要求8所述的抓紧器，其特征在于：所述第一旋转接头使得所述第一手指能够围绕第一旋转轴线旋转；所述第二旋转接头使得所述第二手指能够围绕第二旋转轴线旋转；并且所述第一和第二旋转轴线是基本平行的。10.根据权利要求8所述的抓紧器，其特征在于，所述抓紧器包括至少一个手指旋转促动器，其能够操作以强行地围绕所述第一和第二旋转接头旋转所述第一和第二手指。11.根据权利要求8所述的抓紧器，其特征在于，所述第一和第二手指被连结，使得所述第一和第二手指围绕所述第一和第二旋转接头沿彼此相反的旋转方向一前一后地旋转。12.根据权利要求4所述的抓紧器，其特征在于，所述抓紧器进一步包括：拇指，其包括：近侧指骨；远侧指骨；将所述远侧指骨连接于所述近侧指骨的顺从挠曲接头；以及将所述近侧指骨连接于所述手掌基部的接头；以及用以独立于所述第一和第二手指来移动所述拇指的至少一个促动器。13.根据权利要求4所述的抓紧器，其特征在于，关于所述第一和第二手指中的各个：所述近侧指骨被连接于所述手掌基部，以围绕所述枢转轴线沿第一方向和第二方向旋转；所述抓紧器包括返回偏动弹簧，以沿所述第二方向将所述近侧指骨驱动至返回位置；所述返回偏动弹簧具有第一弹簧速率；所述挠曲接头构造成将所述远侧指骨偏置到相对于所述近侧指骨的打开位置，并且具有第二弹簧速率；...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克拉菲，NR科尔森，
申请(专利权)人：艾罗伯特公司，
类型：发明
国别省市：美国,US