多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括基座、电机、传动机构、三个指段、三个关节轴、六个连杆、五个簧件、两个拨块和两个限位块等。该装置可以实现三关节直线平夹和双指段自适应抓取模式。在在初始阶段，该装置为直线平行夹持模式：远指段平动且轨迹为直线，适合夹持平面上的物体；当近指段接触物体被阻挡，该装置进入自适应抓取模式：中指段、远指段分别绕中关节轴、远关节轴转动；当中指段接触物体，远指段会继续转动，直到近、中、远三个指段均接触物体。该装置对不同形状、尺寸物体具有自适应性，采用一个电机驱动三个关节，抓取稳定且具有变抓力效果，控制简单，制造和维护成本低。制造和维护成本低。制造和维护成本低。
【技术实现步骤摘要】
多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置
[0001]本技术属于机器人手
，特别涉及一种多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置的结构设计。
技术介绍
[0002]随着科技的发展，机器人在工业生产、生活日常中帮助人们完成重复、危险的工作，扮演着越来越重要的角色。机器人手作为机器人执行抓取操作的重要执行机构而得到广泛的研究。多指机器人手由于与人手类似，可以抓取不同形状尺寸物体，适应性广泛，因此多指机器人手得到很多的研究。具有多指的机器人手采用手掌以及多个带关节的手指构成。一般具有三个关节的机器人手指通过控制近、中、远三个关节自由度执行抓取操作。
[0003]多指机器人手主要包括灵巧手和欠驱动手。其中，灵巧手通过多个驱动器分别控制多个关节自由度，具有很高的抓取精度，如日本岐阜大学研制的Gifu II手和美国宇航局研制的Robonaut
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II手等。但是灵巧手在抓取之前中需要传感系统预先检测并确定物体姿态以及最佳抓取手势，对手指各个关节的运动进行规划，确定物体空间位置，整体系统的成本高，控制复杂，目前还难以大规模推广应用。
[0004]欠驱动手是具有欠驱动手指的机器人手。欠驱动手指通过较少的驱动器驱动较多的关节自由度。现有的欠驱动手指包括平夹手指、耦合手指和自适应手指三种基本类别。其中，平夹手指的末端指段在抓取过程中保持相对于基座不变的姿态，适合抓取工作台面(某个平面)上的物体；耦合手指的近指段转动时，远指段会相对近指段同时转动，具有抓取动作更加拟人化的特点，同时抓取更加迅速；自适应手指近关节先转动，近指段接触物体后才触发下一个关节——中部关节转动，依次类推，实现多个指段均接触物体的包络抓取效果，适应不同形状，尺寸物体。这种自适应抓取特点在传统的平夹手指或耦合手指中不能实现。
[0005]平夹自适应手指是将平行夹持与自适应抓取功能在一前一后两个时间阶段进行结合而产生的一种复合抓取手指。耦合自适应手指则是将耦合抓取与自适应抓取相结合的另一种复合抓取手指。
[0006]加拿大Robotiq手指就是典型的平夹自适应手指，这种类型的手指为一种末端呈圆弧轨迹的平夹自适应手指，无法实现末端呈直线轨迹的平夹自适应模式。在抓取桌面物体时，Robotiq手指需要机械臂配合控制才能实现末端指段精准夹取不同大小的物体，给机械臂控制增加了难度，因为抓取不同大小物体时，该装置需要在不同的高度进行作业，否则容易发生该装置的末端指段与工作台面相碰撞的危险。
技术实现思路
[0007]本技术的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置。该装置具有三个关节，具有末端指段直线轨迹平行夹持功能，能实现中指段和远指段的双指段自适应抓取模式，对不同形状、尺寸物体具有自适应性。
[0008]本技术的技术方案如下：
[0009]本技术设计的多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置，包括基座、电机、传动机构、近指段、中指段、远指段、近关节轴、中关节轴和远关节轴；所述电机与基座固接，所述电机与传动机构的输入端相连；所述近关节轴套设在基座中，所述近指段套接在近关节轴上，所述中关节轴套设在近指段中，所述中指段套接在中关节轴上，所述远关节轴套设在中指段中，所述远指段套接在远关节轴上；所述近关节轴、中关节轴、远关节轴的中心线相互平行；其特征在于：该多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置还包括过渡轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第一簧件、第二簧件、第三簧件、第四簧件、第五簧件、第一拨块、第二拨块、第一限位块和第二限位块；所述过渡轴套设在基座中，所述第一齿轮套接在过渡轴上，所述传动机构的输出端与第一齿轮相连；所述第二齿轮套接在近关节轴上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合；所述第一簧件的两端分别连接第二齿轮和近指段；所述第三齿轮套接在过渡轴上，所述第四齿轮套接在近关节轴上，所述第三齿轮与第四齿轮啮合；所述第一拨块与第一齿轮固接，所述第二拨块与第三齿轮固接；在初始状态时，所述第一拨块与第二拨块之间存在一段距离；所述过渡轴、第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和近关节轴的中心线相互平行；所述第一连杆套接在近关节轴上，所述第一轴套设在第一连杆中，所述第二连杆套接在第一轴上，所述第二轴套设在第二连杆中，所述中指段套接在第二轴上；所述第三连杆的一端套接在近关节轴上，第三连杆的另一端套接在第三轴上；所述第四连杆套接在第三轴上，所述第四轴套设在第四连杆中；所述第五连杆的一端套接在第四轴上，第五连杆的另一端套接在中关节轴上；所述第六连杆套接在第四轴上，所述第五轴套设在第六连杆中，所述远指段套接在第五轴上；所述第二簧件的两端分别连接第四齿轮和第三连杆；所述第三簧件的两端分别连接第四齿轮和第一连杆；所述第四簧件的两端分别连接第一连杆和基座；所述第一限位块、第二限位块分别与基座固接；所述第五簧件的两端分别连接第三连杆和基座；在初始状态时，所述第一连杆与第一限位块接触，所述第三连杆与第二限位块接触；设近关节轴、中关节轴、远关节轴、第一轴、第二轴、第三轴、第四轴和第五轴的中心点为A、B、C、D、E、F、G、H；线段AF的长度、线段BG的长度和线段CH的长度相等；线段AB的长度等于线段FG的长度；线段GH的长度等于线段BC的长度；线段AD、线段DE、线段BE、线段BC、线段EC和线段AB的长度关系满足：AD:DE:BE:BC:CE:AB＝68:51:49:68:110:100。
[0010]本技术所述的多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置，其特征在于：所述传动机构包括减速器、蜗杆和蜗轮；所述电机的输出轴与减速器的输入轴相连；所述蜗杆套固在减速器的输出轴上；所述蜗轮套固在过渡轴上，所述第一齿轮与过渡轴固接；所述蜗杆与蜗轮啮合。
[0011]本技术所述的多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置，其特征在于：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、压簧或扭簧所述第四簧件采用拉簧、压簧或扭簧；所述第五簧件采用拉簧、压簧或扭簧。
[0012]本技术与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：
[0013]该装置采用基座、电机、传动机构、三个指段、三个关节轴、六个连杆、五个簧件、两
个拨块和两个限位块等，综合实现了三关节直线平夹和双指段自适应抓取模式。在初始阶段，该装置为直线平行夹持模式：远指段平动且轨迹为直线，适合夹持平面上的物体；当近指段接触物体被阻挡，该装置进入自适应抓取模式：中指段、远指段分别绕中关节轴、远关节轴转动；当中指段接触物体，远指段会继续转动，直到近、中、远三个指段均接触物体。该装置对不同形状、尺寸物体具有自适应性，采用一个电机驱动三个关节，抓取稳定且具有变抓力效果，控制简单，制造和维护成本低。
附图说明
[0014]图1是本技术设计的多路差动直线平本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置，包括基座、电机、传动机构、近指段、中指段、远指段、近关节轴、中关节轴和远关节轴；所述电机与基座固接，所述电机与传动机构的输入端相连；所述近关节轴套设在基座中，所述近指段套接在近关节轴上，所述中关节轴套设在近指段中，所述中指段套接在中关节轴上，所述远关节轴套设在中指段中，所述远指段套接在远关节轴上；所述近关节轴、中关节轴、远关节轴的中心线相互平行；其特征在于：该多路差动直线平夹双指段自适应机器人手指装置还包括过渡轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第一簧件、第二簧件、第三簧件、第四簧件、第五簧件、第一拨块、第二拨块、第一限位块和第二限位块；所述过渡轴套设在基座中，所述第一齿轮套接在过渡轴上，所述传动机构的输出端与第一齿轮相连；所述第二齿轮套接在近关节轴上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合；所述第一簧件的两端分别连接第二齿轮和近指段；所述第三齿轮套接在过渡轴上，所述第四齿轮套接在近关节轴上，所述第三齿轮与第四齿轮啮合；所述第一拨块与第一齿轮固接，所述第二拨块与第三齿轮固接；在初始状态时，所述第一拨块与第二拨块之间存在一段距离；所述过渡轴、第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和近关节轴的中心线相互平行；所述第一连杆套接在近关节轴上，所述第一轴套设在第一连杆中，所述第二连杆套接在第一轴上，所述第二轴套设在第二连杆中，所述中指段套接在第二轴上；所述第三连杆的一端套接在近关节轴上，第三连杆的另一端套接在第三轴上；所述第四连杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：董尹凯，张文增，
申请(专利权)人：董尹凯，
类型：新型
国别省市：
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