双指联动变位平夹自适应机器人手指装置制造方法及图纸

双指联动变位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、两个电机、两个传动机构、四个指段、三个关节轴、多个齿轮、多个传动齿轮、多个齿条、多个簧件、两个拨杆、两个拨块和凸块等。该装置实现了平夹与自适应抓取功能：既具有平行夹持抓取功能，又具有自适应抓取功能，此外，还能够主动改变第二指段的位置，在抓取中接触点多，稳定抓取空间大，适应范围广，对不同形状尺寸物体的自适应抓取效果好，在抓取时可以通过第二电机调节第二指段的位置，两个电机可以独立开动或联合开动，获得多种抓取模式，抓取力变化大，重量轻，制造成本低，适用于需要抓取多种物品的机器人。

【技术实现步骤摘要】
双指联动变位平夹自适应机器人手指装置
本专利技术属于机器人手
，特别涉及一种双指联动变位平夹自适应机器人手指装置的结构设计。
技术介绍
机器人手的主要功能是实现抓取，类似人手的作用。抓取一般是利用手指的多个关节进行协作，以及采用多个手指、手掌进行协作。手指是其中的关键。目前，仿人型多指机器人手研究得如火如荼，已经开发出来的多指机器人手的手指主要采用的是耦合联动的方式——单个电机(或其他驱动器)驱动两个以上的关节，让多关节同时运动。该手指实现的动作模式比较拟人，在抓取物体的过程中能达到较好的包络抓取效果。有一些机器人手在耦合抓取的基础上，让两个关节实现反向运动，从而达到一种被称之为平行夹持(简称平夹)的抓取模式。平夹抓取模式的手指一般用一个电机驱动两个关节一正一反运动。其中近关节正转时，远关节反转，并且使得远关节与近关节转动角度相等，末端指段相对于基座保持一种固定的姿态。这有利于在桌面上实施平行夹持抓取物体。有一些手指将平行夹持抓取方式与包络抓取结合起来，开发出了平夹自适应手指。平夹自适应手指利用了电机驱动两个关节同时运动，结合簧件和限位块，可以实现机器人手在平行夹持和自适应包络抓取两种模式之间的自由切换。当物体与近指段接触后，手指的末端指段还可以弯曲，达到两个指段包络抓取物体的功效。目前，平夹自适应手指无法灵活调整末端指段。而主动驱动的灵巧机器人手指控制复杂，不具备自适应抓取能力。已有的一种适合捏持和握持的机器人手指装置(中国专利CN107139195A)，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、电机、减速器、传动机构、六个齿轮、三个齿条、两个簧件、两个拨杆和两个凸块。该装置利用电机、蜗轮蜗杆、齿轮齿条、簧件、拨杆和凸块等综合实现了一种机器人手指，该手指能够实现捏持和握持两种功能，既能够采用手指末端去捏持物体，也适合用两个指段在没有传感器的情况下去自适应包络抓取不同形状、尺寸的物体。该装置的不足之处在于：该手指为一种平行夹持与自适应复合抓取机器人手指，具有平行夹持和自适应抓取两种抓取模式，因此无法灵活地调节第二指段，即该装置缺少改变远关节位置的功能(简称变位功能)，而在机器人手抓取很多物体时需要的末端指段的位置是不同的，并不一定总是限制为平行于初始状态，因此，这一末端第二指段变位功能的缺失，使得该机器人手抓取的范围大为缩小。
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，提供一种双指联动变位平夹自适应机器人手指装置。该装置能够实现平行夹持和自适应复合抓取功能，在平夹和自适应抓取中能改变第二指段的位置，具有更大的稳定抓取空间，适应范围广，对不同形状尺寸物体的自适应抓取效果好，在抓取时可以调节第二指段的位置，具有较多抓取模式。本专利技术的技术方案如下：本专利技术设计的双指联动变位平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、第一关节轴、第二关节轴、第一电机、第一传动机构、第一齿轮、第二齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第四传动齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一齿条、第二齿条、第三齿条、第一拨杆、第二拨杆、第一簧件、第二簧件、基座挡块和凸块；所述第一关节轴活动套设在基座中，所述第一指段活动套接在第一关节轴上，所述第二关节轴活动套设在第一指段中，所述第二指段活动套接在第二关节轴上；所述第一关节轴与第二关节轴的中心线相互平行；所述第一齿轮活动套接在第一关节轴上，第二齿轮活动套接在第一中间轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第一中间轴套设在第一指段中，所述第二中间轴套设在第一指段中，所述第一中间轴、第二中间轴与第一关节轴的中心线相互平行；所述第二传动齿轮活动套接在第一中间轴上，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合；所述第三传动齿轮活动套接在第二中间轴上，所述第四传动齿轮套接在第二关节轴上，所述第三传动齿轮与第四传动齿轮啮合；所述第四传动齿轮与第二指段固接；所述第一电机与基座固接；所述第一电机的输出轴与第一传动机构的输入端相连，所述第一传动机构的输出端与第一齿轮相连；所述第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第一齿条与第二齿轮啮合，所述第二齿条与第二传动齿轮啮合，所述第三齿条与第三传动齿轮啮合；所述第一齿条、第二齿条分别滑动镶嵌在第一指段中，所述第一齿条、第二齿条在第一指段中的滑动方向相同；所述第一齿条在第一指段中的滑动方向垂直于第一关节轴的中心线；所述第三齿条与第二齿条固接；所述第一拨杆与第一齿条固接，所述第二拨杆与第三齿条固接；在初始状态时，所述第一拨杆与第二拨杆离开一段距离，所述第一拨杆与第二拨杆在行程范围内接触；所述基座挡块与基座固接，所述凸块与第一传动齿轮固接；所述第一簧件的两端分别连接第一齿轮、第一指段；所述第二簧件的两端分别连接第一传动齿轮、基座；第二簧件使得凸块靠向基座挡块；在初始状态时，所述凸块与基座挡块接触；所述第一传动齿轮和第四传动齿轮的分度圆直径相等；所述第二传动齿轮和第三传动齿轮的分度圆直径相等；设所述第一齿条与第二齿轮的啮合点为H点，第一中间轴的中心点为M点，第二中间轴的中心点为N点，所述第二齿条与第二传动齿轮的啮合点为P点，第三齿条与第三传动齿轮的啮合点为Q点，线段MN、NQ、QP、PM构成平行四边形，点H、P位于第一中间轴的同一侧方；其特征在于：该双指联动变位平夹自适应机器人手指装置还包括第三指段、第四指段、第三关节轴、第二电机、第二传动机构、拨轮、第五传动齿轮、第六传动齿轮、第七传动齿轮、第八传动齿轮、第三中间轴、第四中间轴、第四齿条、第五齿条、第一拨块、第二拨块和第三簧件；所述第一拨块固接在拨轮上，所述第二拨块固接在第五传动齿轮上；所述第一传动齿轮套固在第一关节轴上；在初始状态时，所述第一拨块与第二拨块接触；所述第二拨块旋转离开第一拨块的旋转方向与凸块旋转离开基座挡块的旋转方向一致；所述第一传动齿轮套固在第一关节轴上；所述第二电机与基座固接；所述第二电机的输出轴与第二传动机构的输入端相连，所述第二传动机构的输出端与拨轮相连；所述拨轮活动套接在第一关节轴上；所述第三簧件的两端分别连接拨轮、第三指段；所述第五传动齿轮套固在第一关节轴上；所述第六传动齿轮活动套接在第三中间轴上，所述第五传动齿轮与第六传动齿轮啮合；所述第七传动齿轮活动套接在第四中间轴上，所述第八传动齿轮套接在第三关节轴上，所述第七传动齿轮与第八传动齿轮啮合；所述第三中间轴套设在第三指段中，所述第四中间轴套设在第三指段中，所述第三中间轴、第四中间轴与第一关节轴的中心线相互平行；所述第八传动齿轮与第四指段固接；所述第四齿条与第六传动齿轮啮合，所述第五齿条与第七传动齿轮啮合；所述第四齿条与第五齿条固接，所述第四齿条滑动镶嵌在第三指段中，所述第四齿条在第三指段中的滑动方向垂直于第一关节轴的中心线；所述第五传动齿轮和第六传动齿轮的分度圆直径相等；所述第七传动齿轮和第八传动齿轮的分度圆直径相等；设第三中间轴的中心点为R点，第四中间轴的中心点为S点，所述第四齿条与第六传动齿轮的啮合点为T点，第五齿条与第七传动齿轮的啮合点为U点，线段RS、SU、UT、TR构成平行四边形。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双指联动变位平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、第一关节轴、第二关节轴、第一电机、第一传动机构、第一齿轮、第二齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第四传动齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一齿条、第二齿条、第三齿条、第一拨杆、第二拨杆、第一簧件、第二簧件、基座挡块和凸块；所述第一关节轴活动套设在基座中，所述第一指段活动套接在第一关节轴上，所述第二关节轴活动套设在第一指段中，所述第二指段活动套接在第二关节轴上；所述第一关节轴与第二关节轴的中心线相互平行；所述第一齿轮活动套接在第一关节轴上，第二齿轮活动套接在第一中间轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第一中间轴套设在第一指段中，所述第二中间轴套设在第一指段中，所述第一中间轴、第二中间轴与第一关节轴的中心线相互平行；所述第二传动齿轮活动套接在第一中间轴上，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合；所述第三传动齿轮活动套接在第二中间轴上，所述第四传动齿轮套接在第二关节轴上，所述第三传动齿轮与第四传动齿轮啮合；所述第四传动齿轮与第二指段固接；所述第一电机与基座固接；所述第一电机的输出轴与第一传动机构的输入端相连，所述第一传动机构的输出端与第一齿轮相连；所述第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第一齿条与第二齿轮啮合，所述第二齿条与第二传动齿轮啮合，所述第三齿条与第三传动齿轮啮合；所述第一齿条、第二齿条分别滑动镶嵌在第一指段中，所述第一齿条、第二齿条在第一指段中的滑动方向相同；所述第一齿条在第一指段中的滑动方向垂直于第一关节轴的中心线；所述第三齿条与第二齿条固接；所述第一拨杆与第一齿条固接，所述第二拨杆与第三齿条固接；在初始状态时，所述第一拨杆与第二拨杆离开一段距离，所述第一拨杆与第二拨杆在行程范围内接触；所述基座挡块与基座固接，所述凸块与第一传动齿轮固接；所述第一簧件的两端分别连接第一齿轮、第一指段；所述第二簧件的两端分别连接第一传动齿轮、基座；第二簧件使得凸块靠向基座挡块；在初始状态时，所述凸块与基座挡块接触；所述第一传动齿轮和第四传动齿轮的分度圆直径相等；所述第二传动齿轮和第三传动齿轮的分度圆直径相等；设所述第一齿条与第二齿轮的啮合点为H点，第一中间轴的中心点为M点，第二中间轴的中心点为N点，所述第二齿条与第二传动齿轮的啮合点为P点，第三齿条与第三传动齿轮的啮合点为Q点，线段MN、NQ、QP、PM构成平行四边形，点H、P位于第一中间轴的同一侧方；其特征在于：该双指联动变位平夹自适应机器人手指装置还包括第三指段、第四指段、第三关节轴、第二电机、第二传动机构、拨轮、第五传动齿轮、第六传动齿轮、第七传动齿轮、第八传动齿轮、第三中间轴、第四中间轴、第四齿条、第五齿条、第一拨块、第二拨块和第三簧件；所述第一拨块固接在拨轮上，所述第二拨块固接在第五传动齿轮上；在初始状态时，所述第一拨块与第二拨块接触；所述第二拨块旋转离开第一拨块的旋转方向与凸块旋转离开基座挡块的旋转方向一致；所述第一传动齿轮套固在第一关节轴上；所述第二电机与基座固接；所述第二电机的输出轴与第二传动机构的输入端相连，所述第二传动机构的输出端与拨轮相连；所述拨轮活动套接在第一关节轴上；所述第三簧件的两端分别连接拨轮、第三指段；所述第五传动齿轮套固在第一关节轴上；所述第六传动齿轮活动套接在第三中间轴上，所述第五传动齿轮与第六传动齿轮啮合；所述第七传动齿轮活动套接在第四中间轴上，所述第八传动齿轮套接在第三关节轴上，所述第七传动齿轮与第八传动齿轮啮合；所述第三中间轴套设在第三指段中，所述第四中间轴套设在第三指段中，所述第三中间轴、第四中间轴与第一关节轴的中心线相互平行；所述第八传动齿轮与第四指段固接；所述第四齿条与第六传动齿轮啮合，所述第五齿条与第七传动齿轮啮合；所述第四齿条与第五齿条固接，所述第四齿条滑动镶嵌在第三指段中，所述第四齿条在第三指段中的滑动方向垂直于第一关节轴的中心线；所述第五传动齿轮和第六传动齿轮的分度圆直径相等；所述第七传动齿轮和第八传动齿轮的分度圆直径相等；设第三中间轴的中心点为R点，第四中间轴的中心点为S点，所述第四齿条与第六传动齿轮的啮合点为T点，第五齿条与第七传动齿轮的啮合点为U点，线段RS、SU、UT、TR构成平行四边形。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双指联动变位平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、第一关节轴、第二关节轴、第一电机、第一传动机构、第一齿轮、第二齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第四传动齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一齿条、第二齿条、第三齿条、第一拨杆、第二拨杆、第一簧件、第二簧件、基座挡块和凸块；所述第一关节轴活动套设在基座中，所述第一指段活动套接在第一关节轴上，所述第二关节轴活动套设在第一指段中，所述第二指段活动套接在第二关节轴上；所述第一关节轴与第二关节轴的中心线相互平行；所述第一齿轮活动套接在第一关节轴上，第二齿轮活动套接在第一中间轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第一中间轴套设在第一指段中，所述第二中间轴套设在第一指段中，所述第一中间轴、第二中间轴与第一关节轴的中心线相互平行；所述第二传动齿轮活动套接在第一中间轴上，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合；所述第三传动齿轮活动套接在第二中间轴上，所述第四传动齿轮套接在第二关节轴上，所述第三传动齿轮与第四传动齿轮啮合；所述第四传动齿轮与第二指段固接；所述第一电机与基座固接；所述第一电机的输出轴与第一传动机构的输入端相连，所述第一传动机构的输出端与第一齿轮相连；所述第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第一齿条与第二齿轮啮合，所述第二齿条与第二传动齿轮啮合，所述第三齿条与第三传动齿轮啮合；所述第一齿条、第二齿条分别滑动镶嵌在第一指段中，所述第一齿条、第二齿条在第一指段中的滑动方向相同；所述第一齿条在第一指段中的滑动方向垂直于第一关节轴的中心线；所述第三齿条与第二齿条固接；所述第一拨杆与第一齿条固接，所述第二拨杆与第三齿条固接；在初始状态时，所述第一拨杆与第二拨杆离开一段距离，所述第一拨杆与第二拨杆在行程范围内接触；所述基座挡块与基座固接，所述凸块与第一传动齿轮固接；所述第一簧件的两端分别连接第一齿轮、第一指段；所述第二簧件的两端分别连接第一传动齿轮、基座；第二簧件使得凸块靠向基座挡块；在初始状态时，所述凸块与基座挡块接触；所述第一传动齿轮和第四传动齿轮的分度圆直径相等；所述第二传动齿轮和第三传动齿轮的分度圆直径相等；设所述第一齿条与第二齿轮的啮合点为H点，第一中间轴的中心点为M点，第二中间轴的中心点为N点，所述第二齿条与第二传动齿轮的啮合点为P点，第三齿条与第三传动齿轮的啮合点为Q点，线段MN、NQ、QP、PM构成平行四边形，点H、P位于第一中间轴的同一侧方；其特征在于：该双指联动变位平夹自适应机器人手指装置还包括第三指段、第四指段、第三关节轴、第二电机、第二传动机构、拨轮、第五传动齿轮、第六传动齿轮、第七传动齿轮、第八传动齿轮、第三中间轴、第四中间轴、第四齿条、第五齿条、第一拨块、第二拨块和第三簧件；所述第一拨块固接在拨轮上，所述第二拨块固接在第五传动齿轮上；在初始状态时，所述第一拨块与第二拨块接触；所述第二拨块旋转离开第一拨块的旋转方向与凸块旋转离开基座挡块的旋转方向一致；所述第一传动齿轮套固在第一关节轴上；所述第二电机与基...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪天雄，张文增，
申请(专利权)人：汪天雄，
类型：发明
国别省市：北京;11