感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置制造方法及图纸

感知触发零延时传动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、两个关节轴、电机、四连杆机构、电磁铁、双盘齿机构、簧件和限位块等。该装置实现了双关节机器人手指平行夹持及自适应抓取的功能，根据目标物体形状和位置的不同，既能平动第二指段捏持物体或外张撑取物体，也能依次转动第一指段和第二指段包络不同形状、大小的物体；该装置从平夹抓取到自适应抓取时传动过程零延时，可以快速抓取物体，提高工作效率；该装置抓取范围大；采用欠驱动的方式，利用一个驱动器驱动两个关节，该装置结构紧凑、体积小，制造和维护成本低，适用于机器人手。

Finger device of self-adaptive robot with zero delay transmission of perceptual trigger

【技术实现步骤摘要】
感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置
本专利技术属于机器人手
，特别涉及一种感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置的结构设计。
技术介绍
机器人手指是机器人的重要组成部分，在工业生产及其他领域起着重要作用，现阶段对机器人手指装置的结构设计和改进至关重要。平夹自适应机器人手指装置实现可对物体进行捏持、握持两种抓取。机器人手指，需实现准确、快速、稳定的抓取物体，高效完成抓取任务。自适应欠驱动手指可以采用自适应包络物体的方式握持，但是部分自适应欠驱动手指无法实施快速抓取，大大降低工作效率。已有的一种四连杆平夹自适应机器人手指装置(公告号为CN105881565B的中国专利技术专利)，该装置包括基座、中部指段、末端指段、连杆、凸块拨盘、拨轮和传动齿轮机构等。该装置实现了双关节机器人手指平行夹持及自适应抓取的功能，该装置的不足在于：中部指端触碰到物体时，凸块拨盘不能立即触碰传动凸块，而是存在空程阶段，导致末端指段不能在中部指端触碰到物体时立即发生转动，而是存在一定的延时，从而降低机器人手指的工作效率；已有的一种腱绳式侧向锁定联动自适应机器人手指装置(公告号为CN105619426B的中国专利技术专利)，该装置包括基座、电机、减速器、腱绳、N个指段、N-1个关节簧件、第一拉绳件、N-1个关节滑块、N-1个摩擦块、N-1个锁定腱绳、N-1个锁定簧件和第二拉绳件等。该装置实现了自适应抓取和连续同步锁定多个关节的功能，防止手指回弹失稳，可以提供较大的抓取力。该装置的不足在于：该装置意在实现较重物体的快速抓取，当簧件依靠自身弹性使手指弯曲包络抓取物体时，到电机拉动键绳锁定关节存在一定延时，与该装置实现较重物体的快速抓取相互矛盾。
技术实现思路
为了克服已有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置。该装置具有多种抓取模式，既能平动第二指段夹持物体，也能先后转动第一指段和第二指段自适应包络不同形状、大小的物体；中部指端触碰到物体时，末端指端立刻开始转动，实现零延时转动。本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴和电机、传动机构；所述电机与基座固接；所述传动机构设置在基座中；所述电机的输出轴与传动机构的输入端相连；所述近关节轴活动套设在基座中；所述远关节轴活动套设在第一指段中；所述第一指段套接在近关节轴上；所述第二指段套接在远关节轴上；所述近关节轴的中心线与远关节轴的中心线平行；还包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一转轴、第二转轴、主动盘齿、从动盘齿、键块、第一簧件、第二簧件、第三簧件、第四簧件、限位块、接触感应器、转动板、电磁铁、控制模块和驱动模块；所述传动机构的输出端与主动盘齿相连，主动盘齿活动套接在近关节轴上；所述从动盘齿沿近关节轴的轴向滑动套接在近关节轴上，从动盘齿上带有滑槽，键块固接在近关节轴上，所述键块滑动镶嵌在从动盘齿的滑槽中；所述第一连杆的一端套固在近关节轴上、另一端套接在第一转轴上，所述第二连杆的一端套接在第一转轴上、另一端套接在第二转轴上，所述第三连杆的一端套接在第二转轴上、另一端套接在远关节轴上，所述第二指段与第三连杆固接；设近关节轴、远关节轴、第二转轴、第一转轴的中心点分别为A、B、C、D，则线段AB、线段BC、线段CD和线段AD构成了平行四边形；所述第一簧件的两端分别连接主动盘齿和第一指段，所述第二簧件的两端分别连接基座和第一连杆，所述第三簧件的两端分别连接接触感应器的非感应部位和转动板；所述转动板滑动镶嵌在第一指段上并位于第一指段的外部，同时转动板具有在初始状态时与接触感应器的感应部位相接触但不挤压的施力部；所述第四簧件的两端分别连接主动盘齿和从动盘齿；所述主动盘齿上在靠向从动盘齿的一侧具有固定的凹凸轮齿，所述从动盘齿上在靠向主动盘齿的一侧具有固定的凹凸轮齿，在初始状态时主动盘齿与从动盘齿不接触；所述电磁铁固接在近关节轴上，电磁铁的输出件与从动盘齿相连，电磁铁的输出件运动方向与近关节轴的中心线平行；所述限位块与基座固接，在初始状态时第一连杆与限位块接触；所述接触感应器与控制模块相连，所述控制模块与驱动模块相连，所述驱动模块与电磁铁相连，所述控制模块、驱动模块、接触感应器均设在第一指段中。进一步的，所述第一簧件采用拉簧、压簧或扭簧；所述第二簧件采用拉簧、压簧或扭簧；所述第三簧件采用拉簧或压簧；所述第四簧件采用拉簧或压簧。进一步的，所述接触感应器采用开关、压力传感器或接近传感器。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、四连杆机构、双盘齿机构、电磁铁、簧件和限位块等综合实现了双关节机器人手指平行夹持及自适应抓取的功能，根据目标物体形状和位置的不同，既能平动第二指段捏持物体或外张撑取物体，也能依次转动第一指段和第二指段包络不同形状、大小的物体；从平夹抓取到自适应抓取时传动过程无延时，可以快速抓取物体；抓取范围大，采用欠驱动的方式，利用一个驱动器驱动两个关节，无需复杂的传感和控制系统；结构紧凑、体积小，制造和维护成本低，适用于机器人手。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是本专利技术设计的感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置的一种实施例的立体外观图。图2是图1所示实施例的正面外观图。图3是图1所示实施例的一个侧面外观图(图2的右视图)。图4是图2所示实施例的一个剖视图(图2的右视图)。图5是盘齿传动示意图。图6是图5的立体爆炸图(未画出部分零件)。图7至图10是图1所示实施例抓取物体的一种方式--平行开合自适应抓取物体的动作过程示意图。图11至图13是图1所示实施例抓取物体的另一种方式--平行开合用第二指段夹持物体(称为平夹抓取)的动作过程示意图。【附图标记】1－基座10－限位块11－电机111－减速器112－第一锥齿轮113－第二锥齿轮114－过渡齿轮轴115－第一带轮116-传送带117－第二带轮2－第一指段21－第一连杆211－第一转轴22－第二连杆221－第二转轴23－第三连杆3－第二指段4－近关节轴41－键块5－远关节轴6－主动盘齿61－第一簧件62－第二簧件63－第三簧件64－第四簧件7－转动板71－控制模块72－驱动模块73－接触感应器8－从动盘齿81－电磁铁82－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。请参阅图1至图6，为本专利技术设计的感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置的一种实施例。本实施例包括基座1、第一指段2、第二指段3、近关节轴4、远关节轴5和电机11、传动机构；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴和电机、传动机构；所述电机与基座固接；所述传动机构设置在基座中；所述电机的输出轴与传动机构的输入端相连；所述近关节轴活动套设在基座中；所述远关节轴活动套设在第一指段中；所述第一指段套接在近关节轴上；所述第二指段套接在远关节轴上；所述近关节轴的中心线与远关节轴的中心线平行；/n其特征在于：该感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置还包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一转轴、第二转轴、主动盘齿、从动盘齿、键块、第一簧件、第二簧件、第三簧件、第四簧件、限位块、接触感应器、转动板、电磁铁、控制模块和驱动模块；所述传动机构的输出端与主动盘齿相连，主动盘齿活动套接在近关节轴上；所述从动盘齿沿近关节轴的轴向滑动套接在近关节轴上，从动盘齿上带有滑槽，键块固接在近关节轴上，所述键块滑动镶嵌在从动盘齿的滑槽中；所述第一连杆的一端套固在近关节轴上、另一端套接在第一转轴上，所述第二连杆的一端套接在第一转轴上、另一端套接在第二转轴上，所述第三连杆的一端套接在第二转轴上、另一端套接在远关节轴上，所述第二指段与第三连杆固接；设近关节轴、远关节轴、第二转轴、第一转轴的中心点分别为A、B、C、D，则线段AB、线段BC、线段CD和线段AD构成了平行四边形；所述第一簧件的两端分别连接主动盘齿和第一指段，所述第二簧件的两端分别连接基座和第一连杆，所述第三簧件的两端分别连接接触感应器的非感应部位和转动板；所述转动板滑动镶嵌在第一指段上并位于第一指段的外部，同时转动板具有在初始状态时与接触感应器的感应部位相接触但不挤压的施力部；所述第四簧件的两端分别连接主动盘齿和从动盘齿；所述主动盘齿上在靠向从动盘齿的一侧具有固定的凹凸轮齿，所述从动盘齿上在靠向主动盘齿的一侧具有固定的凹凸轮齿，在初始状态时主动盘齿与从动盘齿不接触；所述电磁铁固接在近关节轴上，电磁铁的输出件与从动盘齿相连，电磁铁的输出件运动方向与近关节轴的中心线平行；所述限位块与基座固接，在初始状态时第一连杆与限位块接触；所述接触感应器与控制模块相连，所述控制模块与驱动模块相连，所述驱动模块与电磁铁相连，所述控制模块、驱动模块、接触感应器均设在第一指段中。/n...

【技术特征摘要】
1.感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴和电机、传动机构；所述电机与基座固接；所述传动机构设置在基座中；所述电机的输出轴与传动机构的输入端相连；所述近关节轴活动套设在基座中；所述远关节轴活动套设在第一指段中；所述第一指段套接在近关节轴上；所述第二指段套接在远关节轴上；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：该感知触发零延时传动平夹自适应机器人手指装置还包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一转轴、第二转轴、主动盘齿、从动盘齿、键块、第一簧件、第二簧件、第三簧件、第四簧件、限位块、接触感应器、转动板、电磁铁、控制模块和驱动模块；所述传动机构的输出端与主动盘齿相连，主动盘齿活动套接在近关节轴上；所述从动盘齿沿近关节轴的轴向滑动套接在近关节轴上，从动盘齿上带有滑槽，键块固接在近关节轴上，所述键块滑动镶嵌在从动盘齿的滑槽中；所述第一连杆的一端套固在近关节轴上、另一端套接在第一转轴上，所述第二连杆的一端套接在第一转轴上、另一端套接在第二转轴上，所述第三连杆的一端套接在第二转轴上、另一端套接在远关节轴上，所述第二指段与第三连杆固接；设近关节轴、远关节轴、第二转轴、第一转轴的中心点分别为A、B、C、D，则线段AB、线段BC、线段CD和线段AD构成了平行四边形...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文增，赵元豪，李明威，李豪，姚鹏，郭伟波，王旭超，
申请(专利权)人：清华大学天津高端装备研究院洛阳先进制造产业研发基地，
类型：发明
国别省市：河南;41