带轮平夹自适应机器人手指装置制造方法及图纸

带轮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、驱动器、两个指段、两个关节轴、多个带轮、柔性传动件、滑板、限位盘和簧件等。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，该装置自动采用平夹或自适应包络模式抓取。该装置既能末端平行夹持物体；也能用两个指段自适应包络不同形状、大小的物体，抓取稳定。该装置在自适应抓取时第二指段响应快速，抓取效率高；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。

【技术实现步骤摘要】
带轮平夹自适应机器人手指装置
本技术属于机器人手
，特别涉及一种带轮平夹自适应机器人手指装置的设计。
技术介绍
目前已经开发出的平夹自适应欠驱动机器人手，采用少量驱动器驱动多个自由度关节，驱动器数量少，具有平夹抓取功能，同时增加对物体包络的抓取效果，扩大了抓取范围，提高了抓取稳定性，自动适应不同形状尺寸的物体，没有实时传感和闭环反馈控制，简单方便。已有的一种欠驱动两关节机器人手指装置(中国专利技术专利CN101234489A)，包括基座、电机、中部指段、末端指段和平带轮式传动机构等。该装置实现了双关节欠驱动手指弯曲抓取物体的特殊效果，具有自适应性。该欠驱动机械手指装置的不足之处为：手指在未碰触物体前始终呈现伸直状态，抓取方式主要为握持方式，难实现较好的末端平行夹持抓取效果。已有的一种具有双关节的五连杆欠驱动手指装置(美国专利US8973958B2)，包括基座、电机、两个指段、两个连杆、限位块和簧件等。该装置根据物体的位置实现平行夹持或自适应包络握持的功能。平夹阶段保持第二指段相对于基座不变的竖直的姿态，近关节转动，第二指段接触到物体时完成平夹；自适应抓取阶段开始时第二指段保持竖直的姿态，近关节转动，当第一指段接触物体时，电机继续驱动打开限位，簧件变形，第二指段再进行自适应包络抓取物体。另一种柔性件齿轮平夹自适应机器人手指装置(中国专利技术专利CN201610152554.2)被设计出来，能够实现平夹与自适应复合抓取的功能，采用了齿轮传动机构和柔性传动件作为传动零部件。包括上述两种手指装置的现有平夹自适应机器人手指均存在无法快速响应以快速抓取运动中的物体的缺点，这一缺点在第一指段转动较大角度后更为明显。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种带轮平夹自适应机器人手指装置。该装置具有两种抓取模式，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；自适应抓取动作迅速，实现快速高效抓取；抓取范围大；无需复杂的传感和控制系统。本技术的目的是采用以下技术方案来实现。依据本技术提出的一种带轮平夹自适应机器人手指装置，包括基座、驱动器、传动机构、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、第一带轮和第三带轮；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；所述驱动器与基座固接；所述传动机构设置在基座中；所述驱动器的输出轴与传动机构的输入端相连；所述传动机构的输出端与近关节轴相连；所述第一带轮活动套接在近关节轴上；所述第三带轮活动套接在远关节轴上并与第二指段固接；其特征在于：该带轮平夹自适应机器人手指装置还包括第二带轮、第四带轮、第五带轮、第六带轮、第一柔性传动件、第二柔性传动件、第三柔性传动件、第四柔性传动件、滑板、中间轴、簧件和限位盘；所述第一指段套固在近关节轴上；所述滑板滑动镶嵌在第一指段上并位于第一指段的外侧；所述中间轴活动套设在第一指段中，所述中间轴的中心线与近关节轴的中心线平行；所述第二带轮套固在中间轴上；所述第四带轮与基座固接；所述第五带轮套固在中间轴上；所述第六带轮活动套接在远关节轴上；所述第一柔性传动件分别连接第一带轮和第二带轮；所述第二柔性传动件分别连接第二带轮和第三带轮；所述第三柔性传动件分别连接第五带轮和第六带轮；所述第四柔性传动件的一端与第四带轮固接，第四柔性传动件依次缠绕经过第四带轮、第六带轮，所述第四柔性传动件的另一端与第六带轮固接；所述滑板在滑动过程中与第四柔性传动件接触并挤压第四柔性传动件变形；所述限位盘活动套接在近关节轴上并与第一带轮固接；设第一指段靠向物体的转动方向为近关节正方向、第一指段远离物体的转动方向为近关节反方向，在该带轮平夹自适应机器人手指装置处于初始状态时，限位盘与基座接触，设此时限位盘相对基座的旋转角度为0度，从该位置开始，限位盘朝近关节正方向旋转时的转动角度为正，限位盘朝近关节反方向旋转时的转动角度为负；所述基座限制限位盘的转动角度只能为正；所述簧件的两端分别连接限位盘和基座；通过第一柔性传动件和第二柔性传动件的传动，从第一带轮到第三带轮的传动是同向传动且传动比等于1；设第二带轮与第三带轮的传动直径之比为k，设第六带轮与第五带轮的传动直径之比为p，设第六带轮与第四带轮的传动直径之比为m，则：m＝kp。进一步的，所述驱动器采用电机、液压缸或气缸。进一步的，所述柔性传动件采用腱绳、传动带或链条。进一步的，所述簧件采用拉簧、压簧或扭簧。本技术与现有技术相比，具有以下突出特点和有益效果：本技术装置利用基座、驱动器、两个指段、两个关节轴、滑板、柔性传动件、多个带轮、限位盘和簧件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，该装置自动采用平夹或自适应包络模式抓取，既能平动第二指段捏持物体，适合在工作台上平夹物体；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，抓取稳定。该装置在第二指段自适应包络抓取时响应快速，抓取效率高。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，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。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，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是本技术设计的带轮平夹自适应机器人手指装置的一种实施例的立体图。图2是图1所示实施例的正视图。图3是图1所示实施例的内部立体视图(未画出第一指段后板)。图4是图1所示实施例的后视图(未画出第一指段后板)。图5是图1所示实施例的爆炸视图。图6至图8是图1所示实施例的平行夹持过程示意图。图9至图13是图1所示实施例的自适应抓取过程示意图。【附图标记】1－基座，11－拉簧，2－第一指段，21－第一指段中板，22－第一指段左侧板，23－第一指段右侧板，24－第一指段前板，25－第一指段后板，26－滑板，3－第二指段，41－近关节轴，42－远关节轴，43－中间轴，51－第一带轮，511－限位盘，52－第二带轮，53－第三带轮，54－第四带轮，55－第五带轮，56－第六带轮，61－第一传动带，62－第二传动带，63－第三传动带，64－第四传动带，71－电机，72－减速器，73－第一锥齿轮，74－第二锥齿轮，9－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技术的具体结构、工作原理的内容。请参阅图1至图5，为本技术设计的带轮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、驱动器、传动机构、第一指段2、第二指段3、近关节轴41、远关节轴42、第一带轮51和第三带轮53；所述近关节轴41活动套设在基座1中；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带轮平夹自适应机器人手指装置，包括基座、驱动器、传动机构、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、第一带轮和第三带轮；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；所述驱动器与基座固接；所述传动机构设置在基座中；所述驱动器的输出轴与传动机构的输入端相连；所述传动机构的输出端与近关节轴相连；所述第一带轮活动套接在近关节轴上；所述第三带轮活动套接在远关节轴上并与第二指段固接；其特征在于：该带轮平夹自适应机器人手指装置还包括第二带轮、第四带轮、第五带轮、第六带轮、第一柔性传动件、第二柔性传动件、第三柔性传动件、第四柔性传动件、滑板、中间轴、簧件和限位盘；所述第一指段套固在近关节轴上；所述滑板滑动镶嵌在第一指段上并位于第一指段的外侧；所述中间轴活动套设在第一指段中，所述中间轴的中心线与近关节轴的中心线平行；所述第二带轮套固在中间轴上；所述第四带轮与基座固接；所述第五带轮套固在中间轴上；所述第六带轮活动套接在远关节轴上；所述第一柔性传动件分别连接第一带轮和第二带轮；所述第二柔性传动件分别连接第二带轮和第三带轮；所述第三柔性传动件分别连接第五带轮和第六带轮；所述第四柔性传动件的一端与第四带轮固接，第四柔性传动件依次缠绕经过第四带轮、第六带轮，所述第四柔性传动件的另一端与第六带轮固接；所述滑板在滑动过程中与第四柔性传动件接触并挤压第四柔性传动件变形；所述限位盘活动套接在近关节轴上并与第一带轮固接；设第一指段靠向物体的转动方向为近关节正方向、第一指段远离物体的转动方向为近关节反方向，在该带轮平夹自适应机器人手指装置处于初始状态时，限位盘与基座接触，设此时限位盘相对基座的旋转角度为0度，从该位置开始，限位盘朝近关节正方向旋转时的转动角度为正，限位盘朝近关节反方向旋转时的转动角度为负；所述基座限制限位盘的转动角度只能为正；所述簧件的两端分别连接限位盘和基座；通过第一柔性传动件和第二柔性传动件的传动，从第一带轮到第三带轮的传动是同向传动且传动比等于1；设第二带轮与第三带轮的传动直径之比为k，设第六带轮与第五带轮的传动直径之比为p，设第六带轮与第四带轮的传动直径之比为m，则：m＝kp。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带轮平夹自适应机器人手指装置，包括基座、驱动器、传动机构、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、第一带轮和第三带轮；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；所述驱动器与基座固接；所述传动机构设置在基座中；所述驱动器的输出轴与传动机构的输入端相连；所述传动机构的输出端与近关节轴相连；所述第一带轮活动套接在近关节轴上；所述第三带轮活动套接在远关节轴上并与第二指段固接；其特征在于：该带轮平夹自适应机器人手指装置还包括第二带轮、第四带轮、第五带轮、第六带轮、第一柔性传动件、第二柔性传动件、第三柔性传动件、第四柔性传动件、滑板、中间轴、簧件和限位盘；所述第一指段套固在近关节轴上；所述滑板滑动镶嵌在第一指段上并位于第一指段的外侧；所述中间轴活动套设在第一指段中，所述中间轴的中心线与近关节轴的中心线平行；所述第二带轮套固在中间轴上；所述第四带轮与基座固接；所述第五带轮套固在中间轴上；所述第六带轮活动套接在远关节轴上；所述第一柔性传动件分别连接第一带轮和第二带轮；所述第二柔性传动件分别连接第二带轮和第三带轮；所述第三柔性传动件分别连接第五带轮和第六带轮；所述第四柔性传动件的一端与第四带轮固接，第四柔性传动件依次缠绕经过第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周呈玥，张文增，徐向荣，郭伟波，郑倩倩，孙显杰，杨倩倩，潘红梅，
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：新型
国别省市：河南;41