具有三指段自适应手指的机器人末端执行器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有三指段自适应手指的机器人末端执行器，包括带盖的主体外壳和两个对称分布的三段式手指，其中，主体外壳内设置定心变径板，蜗杆，蜗轮和驱动臂，用于对手指进行驱动；每个三段式手指由第一传动臂，第二传动臂，第三传动臂，第一指节，第二指节和第三指节构成；本实用新型专利技术的末端执行器可实现平行抓取，两指段包络抓取和三指段包络抓取，本实用新型专利技术的三段式手指进一步提高了对物体的包络功能和抓握能力。

Robot End Actuator with Three Finger Segments Adaptive Fingers

【技术实现步骤摘要】
具有三指段自适应手指的机器人末端执行器
本技术涉及一种具有三指段自适应手指的机器人末端执行器，属于智能机器人末端执行器

技术介绍
目前现有的末端执行器自适应结构可通过执行器手指本身材料的弹性变形夹持物体，但其抓取力略小；而刚性的末端执行器一般都是简单的两只刚性手指实现平行开和，功能单一，具有自适应功能的末端执行器非常少。自适应执行器结构中，两段指自适应结构比较容易实现。但通常情况下指段越多，手指对物体的包络功能越好、抓握能力越强、越容易进行规则及不规则物体的抓握。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有三指段自适应手指的机器人末端执行器，提高了对物体的包络功能和抓握能力。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：具有三指段自适应手指的机器人末端执行器，包括带盖的主体外壳和两个对称分布的三段式手指，所述主体外壳内设置定心变径板，蜗杆，蜗轮和驱动臂；每个三段式手指由第一传动臂，第二传动臂，第三传动臂，第一指节，第二指节和第三指节构成；所述主体外壳的下部为圆柱型的空腔；所述主体外壳的上部呈扁长型且上部两端为圆弧状并设有驱动臂活动的开口；所述圆柱型空腔的上端开设定心变径板安装孔；所述定心变径板的中心位置开孔，并在该位置向上凸起形成中空的定心柱，所述定心柱贯穿所述定心变径板安装孔；所述驱动电机安装于定心变径板下部，驱动电机轴从定心柱孔处穿入；所述第一指节销轴安装孔的下部与定心变径板安装孔同心位置开设有蜗杆安装孔；所述定心变径板安装孔和蜗杆安装孔之间左右对称分布有凸台；所述凸台的正下方安装驱动臂；所述驱动臂为拐臂盘和拐臂一体式结构，所述拐臂盘置于蜗轮表面且直径小于蜗轮齿外径；所述拐臂盘的另一侧为拐臂；所述蜗轮为非全圆结构，只在圆形结构范围内有齿；所述蜗杆的上端安装于蜗杆安装孔，下端安装驱动电机轴；所述第一传动臂的一端与拐臂端部连接，另一端与第二传动臂下端连接；所述第二传动臂的上端与第三传动臂的一端连接；中下端与第一指节的远端连接；下端与第一传动臂连接；所述第三传动臂的一端与第二传动臂的上端连接；另一端与第三指节的中端连接；所述第一指节设三个端，其中，近端安装与于主体外壳顶部；中上端与第二指节的宽端连接；远端与第二传动臂的中下端连接；所述第二指节的一端与第三指节的相应端连接；另一端与第一指节的中上端连接；所述第三指节的中端与第三传动臂的相应端连接；下端与第二指节的窄端连接。前述的定心变径板整体呈菱形，所述定心柱孔的上部为与法兰轴承匹配的孔径，下部为与驱动电机轴匹配的孔径。前述的拐臂盘的中心设与蜗轮孔相对应的孔，所述拐臂盘和蜗轮均有沿圆周方向分布的螺丝孔，且一一相对应，通过螺丝将拐臂盘与蜗轮紧固。前述的凸台上设销轴立柱安装孔，轴销立柱穿过拐臂盘中心的孔和蜗轮孔。前述的蜗杆的下端为台阶状结构，台阶处与定心柱孔的上部相匹配，中心位置开设驱动电机轴安装孔，并在径向呈90度布两个顶丝孔。前述的蜗杆安装孔，拐臂盘中心的孔和蜗轮孔均安装法兰轴承。前述的主体外壳为分体式可拆盖结构。前述的驱动臂的拐臂端部，紧邻销轴安装孔的位置开设螺丝孔安装限位块。前述的第二指节的窄端，临近销轴安装孔的位置有限位槽，所述第三指节的下端延伸出长条，形成硬限位，与所述限位槽匹配。前述的第一传动臂与驱动臂拐臂端连接处安装第一扭簧；所述第二指节窄端与第三指节连接处安装第二扭簧。本技术所达到的有益效果：本技术提供一种三段式、自适应手指结构的末端执行器，三段式的手指进一步提高了对物体的包络功能和抓握能力。附图说明图1为本技术的机器人末端执行器的正视图；图2为主体外壳结构示意图；图3为定心变径板结构示意图；图4为定心变径板和驱动电机组装示意图；图5为驱动臂结构示意图；图6为蜗轮结构示意图；图7为驱动臂和蜗轮组装示意图；图8为蜗杆结构示意图；图9为主体外壳，驱动臂和蜗轮组装示意图；图10为主体外壳，定心变径板，驱动电机驱动臂和蜗轮组装示意图；图11为图10盖上外盖后的组装示意图；图12为第一传动臂结构示意图；图13为第二传动臂结构示意图；图14为第三传动臂结构示意图；图15为第一指节结构示意图；图16为第二指节结构示意图；图17为第三指节结构示意图；图18为第一传动臂，第二传动臂，第三传动臂，第一指节，第二指节和第三指节组装示意图；图19为图18所示的结构与图11所示的结构组装后示意图；图20为平行抓取过程示意图；(a)为张开状态的示意图，(b)为夹持状态示意图；图21为包络抓取过程示意图；(a)为抓取开始时第一指节与物体接触示意图，(b)为第二指节与物体接触时示意图；(c)为包络动作完成示意图；图22为不同形式的包络抓取示意图；(a)为两指段包络抓取，(b)为三指段包络抓取；图23为夹持垫示意图；(a)为平面结构，(b)为表面有竖刺结构，(c)为表面有圆形凸起结构；具体实施方式为了使本领域的技术人员可以更好地理解本技术，下面结合附图和实施例对本技术技术方案进一步说明。如图1所示，本技术的具有三指段自适应手指的机器人末端执行器，包括带盖的主体外壳1和两个对称分布的三段式手指，其中，主体外壳内设置定心变径板2，蜗杆3，蜗轮4和驱动臂5，用于对手指进行驱动；每个三段式手指由第一传动臂6，第二传动臂7，第三传动臂8，第一指节9，第二指节10和第三指节11构成。具体如下，参见图2，主体外壳为分体式可拆盖结构，主体外壳的下部为圆柱型的空腔，用于安装定心变径板2和驱动电机，上部呈扁长型用于安装驱动臂5和蜗轮4，且两端为圆弧状并设有驱动臂活动的开口。其中，圆柱型空腔的上端开设定心变径板安装孔。参见图3，定心变径板整体呈菱形，且菱形的中心位置开孔并向上凸起形成中空的圆柱，圆柱称为定心柱，定心柱内称为定心柱孔，定心柱穿过定心变径板安装孔。定心柱孔上部为与法兰轴承匹配的孔径，下部为与驱动电机轴匹配的孔径。驱动电机安装于定心变径板下部，且驱动电机轴从定心柱穿入，将法兰轴承套接于定心柱孔的上部，最终形成图4所示的组装结构。进一步的，在定心变径板的两个对角处设螺孔，驱动电机的相对位置也设螺孔，在定心变径板和驱动电机安装完成后，通过螺丝将两者紧固。参见图2，主体外壳的顶部，左右对称分布有销轴安装孔，用于安装第一指节9。第一指节销轴安装孔的下部与定心变径板安装孔同心位置开设有蜗杆安装孔，用于安装蜗杆。在定心变径板安装孔和蜗杆安装孔之间左右对称分布有凸台，用于固定驱动臂，具体为，凸台上设销轴立柱安装孔，用于安装销轴立柱，实际组装过程中轴销立柱穿过拐臂盘中心位置的孔和蜗轮孔。凸台的正下方安装驱动臂5，驱动臂5为左右两侧对称安装，驱动臂结构如图5所示，驱动臂为拐臂盘一体式结构，其盘型一侧盘直径略小于蜗轮齿外径，确保拐臂盘置于蜗轮上方且不与蜗轮齿相接触，盘的中心位置为与蜗轮孔相对应的孔，并且盘的表面沿圆周方向分布有六个螺丝孔，且该螺丝孔与蜗轮表面分布的螺丝孔一一相对应，可以通过螺丝将拐臂盘与蜗轮紧固，如图7所示。盘型另一侧为拐臂，并且在拐臂的端部有销轴安装孔。实际组装过程中，拐臂盘中心位置的孔和蜗轮孔均安装法兰轴承。参见图6，蜗轮4为非全圆结构，只在圆形结构范围内有齿，尽量减重并可成为驱动臂空开。在非全圆结构上沿圆周均匀布置六个螺丝孔，蜗轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有三指段自适应手指的机器人末端执行器，其特征在于，包括带盖的主体外壳和两个对称分布的三段式手指，所述主体外壳内设置定心变径板，蜗杆，蜗轮和驱动臂；每个三段式手指由第一传动臂，第二传动臂，第三传动臂，第一指节，第二指节和第三指节构成；所述主体外壳的下部为圆柱型的空腔；所述主体外壳的上部呈扁长型且上部两端为圆弧状并设有驱动臂活动的开口；所述圆柱型空腔的上端开设定心变径板安装孔；所述定心变径板的中心位置开孔，并在该位置向上凸起形成中空的定心柱，所述定心柱贯穿所述定心变径板安装孔；驱动电机安装于定心变径板下部，所述驱动电机轴从定心柱孔处穿入；所述第一指节销轴安装孔的下部与定心变径板安装孔同心位置开设有蜗杆安装孔；所述定心变径板安装孔和蜗杆安装孔之间左右对称分布有凸台；所述凸台的正下方安装驱动臂；所述驱动臂为拐臂盘和拐臂一体式结构，所述拐臂盘置于蜗轮表面且直径小于蜗轮齿外径；所述拐臂盘的另一侧为拐臂；所述蜗轮为非全圆结构，只在圆形结构范围内有齿；所述蜗杆的上端安装于蜗杆安装孔，下端安装驱动电机轴；所述第一传动臂的一端与拐臂端部连接，另一端与第二传动臂下端连接；所述第二传动臂的上端与第三传动臂的一端连接；中下端与第一指节的远端连接；下端与第一传动臂连接；所述第三传动臂的一端与第二传动臂的上端连接；另一端与第三指节的中端连接；所述第一指节设三个端，其中，近端安装与于主体外壳顶部；中上端与第二指节的宽端连接；远端与第二传动臂的中下端连接；所述第二指节的一端与第三指节的相应端连接；另一端与第一指节的中上端连接；所述第三指节的中端与第三传动臂的相应端连接；下端与第二指节的窄端连接。...

【技术特征摘要】
1.具有三指段自适应手指的机器人末端执行器，其特征在于，包括带盖的主体外壳和两个对称分布的三段式手指，所述主体外壳内设置定心变径板，蜗杆，蜗轮和驱动臂；每个三段式手指由第一传动臂，第二传动臂，第三传动臂，第一指节，第二指节和第三指节构成；所述主体外壳的下部为圆柱型的空腔；所述主体外壳的上部呈扁长型且上部两端为圆弧状并设有驱动臂活动的开口；所述圆柱型空腔的上端开设定心变径板安装孔；所述定心变径板的中心位置开孔，并在该位置向上凸起形成中空的定心柱，所述定心柱贯穿所述定心变径板安装孔；驱动电机安装于定心变径板下部，所述驱动电机轴从定心柱孔处穿入；所述第一指节销轴安装孔的下部与定心变径板安装孔同心位置开设有蜗杆安装孔；所述定心变径板安装孔和蜗杆安装孔之间左右对称分布有凸台；所述凸台的正下方安装驱动臂；所述驱动臂为拐臂盘和拐臂一体式结构，所述拐臂盘置于蜗轮表面且直径小于蜗轮齿外径；所述拐臂盘的另一侧为拐臂；所述蜗轮为非全圆结构，只在圆形结构范围内有齿；所述蜗杆的上端安装于蜗杆安装孔，下端安装驱动电机轴；所述第一传动臂的一端与拐臂端部连接，另一端与第二传动臂下端连接；所述第二传动臂的上端与第三传动臂的一端连接；中下端与第一指节的远端连接；下端与第一传动臂连接；所述第三传动臂的一端与第二传动臂的上端连接；另一端与第三指节的中端连接；所述第一指节设三个端，其中，近端安装与于主体外壳顶部；中上端与第二指节的宽端连接；远端与第二传动臂的中下端连接；所述第二指节的一端与第三指节的相应端连接；另一端与第一指节的中上端连接；所述第三指节的中端与第三传动臂的相应端连接；下端与第二指节的窄端连接。2.根据权利要求1所述的具...

【专利技术属性】
技术研发人员：白国超，刘磊，
申请(专利权)人：知行机器人科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32