滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置制造方法及图纸

滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括基座、两个指段、电机、双带轮传动机构、滑槽、滚轮、凸块、簧件和限位块。该装置实现了机器人直线平行夹持和自适应抓取的复合抓取模式。该装置能直线平动第二指段夹持物体，在平动第二指段夹持物体阶段，第二指段末端始终保持直线的运动轨迹，适合在工作台面抓取不同尺寸物体；该装置也能自适应抓取物体，在第一指段接触物体停止运动后，第二指段绕远关节轴转动，适合抓取不同形状、尺寸的物体；该装置利用一个电机驱动两个指段，抓取范围大，无需复杂传感与控制，容易控制；该装置结构紧凑、成本低，适用于各种需要抓取的机器人上。

Adaptive Robot Finger Device with Slide Slot Double Drive Belt Linear Pinch

The utility model relates to an adaptive finger device for a robot hand, which belongs to the technical field of a robot hand, comprising a base, two finger segments, a motor, a double belt wheel transmission mechanism, a sliding groove, a roller, a convex block, a spring and a limit block. The device realizes the compound grasping mode of straight parallel grasping and adaptive grasping. The device can move the second finger segment to hold the object in a straight line. In the phase of moving the second finger segment to hold the object, the end of the second finger segment always keeps a straight track, which is suitable for grasping objects of different sizes on the worktable. The device can also grasp objects adaptively. After the first finger segment contacts the object and stops moving, the second finger segment rotates around the far joint axis, which is suitable for grasping objects of different shapes and sizes. The device uses a motor to drive two finger segments, which has a large grasping range and is easy to control without complex sensing and control. The device has compact structure and low cost, and is suitable for all kinds of robots to grasp.

【技术实现步骤摘要】
滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置
本专利技术属于机器人手
，特别涉及一种滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置的结构设计。
技术介绍
机器人手是机器人抓取工具开展工作或者直接抓取操作物体的重要部件。具有手指的多指机器人手得到了大量的研究。欠驱动机器人手是利用较少电机驱动较多关节自由度的机器人手。欠驱动手分为耦合手指、平夹手指和自适应手指等基本类别，也包括耦合自适应、平夹自适应两类复合抓取型手指。平夹自适应复合手指因为具有较好的对中抓取效果，又能够自适应抓取物体，控制比较容易，得到了广泛研究，正在不断推广应用过程中。多连杆并联式欠驱动机器人手指(专利US5762390A)被设计出来，采用电机和传动机构驱动双梯形四连杆机构，并利用双平行四边形连杆机构和簧件作为约束，实现了平夹与自适应复合抓取功能。手指在抓取物体时的第一阶段是平行夹持模式，即先后转动第一指段、第二指段和第三指段，末端的第三指段始终保持相对于基座固定不变的姿态，指导第一、二指段接触物体后才会自适应弯曲的末端关节，达到自适应包括抓取的目的。其不足之处在于：该装置没有直线平夹功能——该装置的末端指段在平动过程中是呈现圆弧运动，因而在抓取工作台上的不同尺寸物体时，需要机械臂配合控制才能实现，加大了控制难度。连杆式直线平夹欠驱动手指(专利WO2016063314A1)被设计出来，采用一个电机驱动两个指段运动，核心是将切比雪夫连杆机构与双平行四连杆机构并联配置，达到了末端指段沿直线轨迹运动的平行夹持(简称直线平夹)抓取模式，特别适合在工作台上夹持不同尺寸的物体，控制相对容易，抓取范围大，全部采用了转动关节，而没有使用平动约束。其不足之处在于：该装置没有自适应包络抓取的功能。
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，提出一种滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置。该装置夹持物体时，第二指段始终保持直线运动轨迹，能够直线平动第二指段捏持物体，适用于工作台面抓取不同尺寸物体，容易控制，无需机械臂配合调整机器人手的高度；该装置自适应抓取物体时，在第一指段接触物体停止运动后，第二指段继续转动实现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：本专利技术设计的滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、电机和传动机构；所述电机与基座固接；所述电机的输出端与传动机构的输入端相连；其特征在于：该滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置还包括第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、滚轮轴、滚轮、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一带轮、第二带轮、第三带轮、第四带轮、第一传动带、第二传动带、簧件、凸块和限位块；所述第一轴套设在基座中；所述第一连杆的两端分别套接在第一轴、第二轴上；所述第二连杆的两端分别套接在第二轴、第三轴上；所述第二连杆中有直线滑槽；所述滚轮运动镶嵌在直线滑槽中；所述滚轮套接在滚轮轴上；所述滚轮轴套接在基座中；所述第三连杆的两端分别套接在第一轴、第五轴上；所述第四连杆的两端分别套接在第四轴、第五轴上；所述传动机构的输出端与第三连杆相连；所述第一带轮套接在第一轴上；所述第二带轮、第三带轮均套接在第二轴上；所述第四带轮套接在第三轴上；所述第二带轮与第三带轮固接；所述第一传动带连接第一带轮和第二带轮，第一带轮和第二带轮的传动半径相等，从第一带轮通过第一传动带到第二带轮的传动为同向传动；所述第二传动带连接第三带轮和第四带轮，第三带轮和第四带轮的传动半径相等，从第三带轮通过第二传动带到第四带轮的传动为同向传动；所述第三轴、第四轴套设在第二指段中；所述第一指段与第二连杆固接；所述第二指段与第四带轮固接；所述凸块与第一带轮固接；所述限位块固接在基座上；在初始状态时，所述凸块与限位块接触；所述簧件的两端分别连接基座和凸块；设第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、滚轮轴的中心点分别为A、B、C、D、E、H；线段AH的长度是线段AB的长度的1.5倍，线段BC的长度是线段AB的长度的6倍；所述直线滑槽的中心线与线段BC重合；线段AE的长度大于线段CD的长度；点B在直线HA上的投影点位于线段HA的延长线上；所述第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和滚轮轴的中心线相互平行。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基座、两个指段、电机、双传动带机构、直线滑槽、滚轮、凸块、簧件和限位块综合实现了机器人直线平行夹持和自适应抓取的复合抓取模式。该装置能直线平动第二指段夹持物体，在平动第二指段夹持物体阶段，第二指段末端始终保持直线的运动轨迹，适合在工作台面抓取不同尺寸物体；该装置也能自适应抓取物体，在第一指段接触物体停止运动后，第二指段绕远关节轴转动，适应物体形状进行包络抓取，适合抓取不同形状、尺寸的物体；该装置利用一个电机驱动两个指段，抓取范围大，无需复杂传感与控制，容易控制；该装置结构紧凑、成本低，适用于各种需要抓取的机器人上。附图说明图1是本专利技术设计的滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置的一种实施例的正视图。图2是图1所示实施例的后视图。图3是图1所示实施例的立体视图(未画出部分零件)。图4是图1所示实施例的爆炸视图。图5是图1所示实施例的立体视图(未画出部分零件)。图6是图1所示实施例中用到的霍肯机构(Hoeckenslinkagemechanism)的机构原理简图。图7是图1所示实施例以直线平夹抓取物体的动作过程示意图。图8是图1所示实施例以自适应抓取物体的动作过程示意图。在图1至图8中：10－基座，101－基座前板，102－基座后板，103－基座底板，104－基座罩板，11－电机，12－减速器，13－蜗杆，14－蜗轮，15－过渡轴，16－第一齿轮，17－第二齿轮，18－限位块，21－第一指段，22－第二指段，221－第二指段表面板，31－第一轴，32－第二轴，33－第三轴，34－第四轴，35－第五轴，36－滚轮轴，361－滚轮41－第一连杆，42－第二连杆，421－直线滑槽，43－第三连杆，44－第四连杆，51－第一带轮，511－凸块，52－第二带轮，53－第三带轮，54－第四带轮，61－第一传动带，62－第二传动带，7－簧件，8－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。本专利技术设计的滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置的一种实施例，如图1至图5所示，包括基座10、第一指段21、第二指段22、电机11和传动机构；所述电机11与基座10固接；所述电机11的输出端与传动机构的输入端相连；该滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置还包括第一轴31、第二轴32、第三轴33、第四轴34、第五轴35、滚轮轴36、滚轮361、第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43、第四连杆44、第一带轮51、凸块511、第二带轮52、第三带轮53、第四带轮54、第一传动带61、第二传动带62、簧件7、和限位块18；所述第一轴31套设在基座10中；所述第一连杆41的两端分别套接在第一轴31、第二轴32上；所述第二连杆42的两端分别套接在第二轴32、第三轴33上；所述第二连杆42中有直线滑槽；所述滚轮361运动镶嵌在直线滑槽中；所述滚轮361套接在滚轮轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、电机和传动机构；所述电机与基座固接；所述电机的输出端与传动机构的输入端相连；其特征在于：该滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置还包括第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、滚轮轴、滚轮、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一带轮、第二带轮、第三带轮、第四带轮、第一传动带、第二传动带、簧件、凸块和限位块；所述第一轴套设在基座中；所述第一连杆的两端分别套接在第一轴、第二轴上；所述第二连杆的两端分别套接在第二轴、第三轴上；所述第二连杆中有直线滑槽；所述滚轮运动镶嵌在直线滑槽中；所述滚轮套接在滚轮轴上；所述滚轮轴套接在基座中；所述第三连杆的两端分别套接在第一轴、第五轴上；所述第四连杆的两端分别套接在第四轴、第五轴上；所述传动机构的输出端与第三连杆相连；所述第一带轮套接在第一轴上；所述第二带轮、第三带轮均套接在第二轴上；所述第四带轮套接在第三轴上；所述第二带轮与第三带轮固接；所述第一传动带连接第一带轮和第二带轮，第一带轮和第二带轮的传动半径相等，从第一带轮通过第一传动带到第二带轮的传动为同向传动；所述第二传动带连接第三带轮和第四带轮，第三带轮和第四带轮的传动半径相等，从第三带轮通过第二传动带到第四带轮的传动为同向传动；所述第三轴、第四轴套设在第二指段中；所述第一指段与第二连杆固接；所述第二指段与第四带轮固接；所述凸块与第一带轮固接；所述限位块固接在基座上；在初始状态时，所述凸块与限位块接触；所述簧件的两端分别连接基座和凸块；设第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、滚轮轴的中心点分别为A、B、C、D、E、H；线段AH的长度是线段AB的长度的1.5倍，线段BC的长度是线段AB的长度的6倍；所述直线滑槽的中心线与线段BC重合；线段AE的长度大于线段CD的长度；点B在直线HA上的投影点位于线段HA的延长线上；所述第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和滚轮轴的中心线相互平行。...

【技术特征摘要】
1.一种滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、电机和传动机构；所述电机与基座固接；所述电机的输出端与传动机构的输入端相连；其特征在于：该滑槽双传动带直线平夹自适应机器人手指装置还包括第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、滚轮轴、滚轮、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一带轮、第二带轮、第三带轮、第四带轮、第一传动带、第二传动带、簧件、凸块和限位块；所述第一轴套设在基座中；所述第一连杆的两端分别套接在第一轴、第二轴上；所述第二连杆的两端分别套接在第二轴、第三轴上；所述第二连杆中有直线滑槽；所述滚轮运动镶嵌在直线滑槽中；所述滚轮套接在滚轮轴上；所述滚轮轴套接在基座中；所述第三连杆的两端分别套接在第一轴、第五轴上；所述第四连杆的两端分别套接在第四轴、第五轴上；所述传动机构的输出端与第三连杆相连；所述第一带轮套接在第一轴上；所述第二带轮、第三带轮均套接在第二轴上；所述第四带轮套接在第三轴上；...

【专利技术属性】
技术研发人员：董尹凯，张文增，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11