本发明专利技术涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种模态切换装置。其应用于机器人灵巧手，所述机器人灵巧手包括中指节、指尖、耦合自适应机构，所述中指节和所述指尖通过所述耦合自适应机构传动连接，模态切换装置包括驱动机构、第一限位机构以及第二限位机构，所述驱动机构设置在所述中指节上，且所述驱动机构与所述第一限位机构传动连接，所述第二限位机构与所述指尖连接，所述第一限位机构用于与所述第二限位机构连接。由于第一限位机构通过驱动机构和中指节连接，而第二限位机构和指尖连接，当第一限位机构和第二限位机构连接时，会对中指节和指尖进行限位，防止指尖继续转动，从而保证机器人灵巧手可以以固定姿态对物体进行抓握。抓握。抓握。
【技术实现步骤摘要】
一种模态切换装置
[0001]本专利技术涉及机器人
，具体而言，涉及一种模态切换装置。
技术介绍
[0002]机器人在工业领域已经得到了广泛的应用，但目前机器人的末端执行器一般需要根据特定任务进行更换。机器人灵巧手作为机器人的通用末端执行器，其设计目标是为了接近甚至复制人手的功能，让机器人在复杂的环境中具有执行不同任务的能力。
[0003]内置式机器人灵巧手是机器人灵巧手的一种技术路线，特点在于其驱动机构放置在手掌或手指内而非前臂。现有的内置式机器人灵巧手因为空间尺寸和电机功率密度的限制，其末端两关节(中指节和指尖)基本都是通过耦合机构来实现耦合运动。
[0004]将这些耦合机构用于实现指尖的运动虽然在很大程度上节省了空间，并且能够保证指尖较大的输出力，但是这种耦合的特性也使得其无法模拟人手手指的一些动作。比如在抓握物体时，人手手指的中指节和指尖虽然在没有触碰物体时进行耦合运动，但当中指节因为碰到物体无法继续运动时，指尖仍然可以继续弯曲，直到对物体形成包络。而上述的耦合机构在同样的情况下其指尖则无法继续运动，进而无法完全包络目标物体，这种特性极大的影响了抓取的稳定性。耦合自适应机构的运动特性可以很好地弥补这种缺陷。
[0005]耦合自适应机构在假肢手中比较常见，依靠其自适应性可以很好的实现对物体的抓握。但是对于机器人灵巧手而言，其需要执行的任务除了抓握物体外，还需要用能靠指尖对物体实现精确的抓取和操作，这就要求指尖能够被精确控制。现有的耦合自适应机构受限于机构原理，当指尖受力方向不理想时会表现出一种被称为弹射现象的不良特性。具体地，当指尖对物体施加作用力时，物体对指尖产生一个反作用力，会导致指尖相对中指节产生转动，从而无法保证机器人灵巧手以固定姿态对物体进行抓握，这种特性会导致机器人灵巧手在接触物体时无法保持预期的姿态或出力，进而导致机器人灵巧手无法依靠指尖完成精确的抓取和操作任务。
技术实现思路
[0006]本专利技术解决的问题是如何保证应用耦合自适应机构的机器人灵巧手以固定姿态对物体进行抓握。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供一种模态切换装置，应用于机器人灵巧手，所述机器人灵巧手包括中指节、指尖、耦合自适应机构，所述中指节和所述指尖通过所述耦合自适应机构传动连接，包括驱动机构、第一限位机构以及第二限位机构，所述驱动机构设置在所述中指节上，且所述驱动机构与所述第一限位机构传动连接，所述第二限位机构与所述指尖连接，所述第一限位机构用于与所述第二限位机构连接。
[0008]本专利技术的技术效果：第一限位机构和第二限位机构分离时，中指节和指尖同时作用于物体时，由于中指节和指尖之间仅通过耦合自适应机构进行传动连接，指尖和中指节之间会产生相对转动，即应用耦合自适应机构的机器人灵巧手不能以固定姿态对物体进行
抓握。通过启动驱动机构可以带动带动第一限位机构靠近第二限位机构，直至第一限位机构和第二限位机构连接。由于第一限位机构通过驱动机构和中指节连接，而第二限位机构和指尖连接，当第一限位机构和第二限位机构连接时，会对中指节和指尖进行限位，防止指尖继续转动，从而保证机器人灵巧手可以以固定姿态对物体进行抓握，进而保证机器人灵巧手可以依靠指尖完成精确的抓取和操作任务。
[0009]可选地，所述第一限位机构和所述第二限位机构均设置为扇形齿轮结构，且所述第一限位机构用于与所述第二限位机构啮合。
[0010]可选地，所述第一限位机构的半径沿逆时针方向逐渐增大。
[0011]可选地，模态切换装置还包括传动机构，所述传动机构位于所述驱动机构和所述第一限位机构之间，且所述传动机构设置在所述中指节上，所述传动机构的输入端和所述驱动机构传动连接，所述传动机构的输出端和所述第一限位机构连接。
[0012]可选地，所述驱动机构设置为直线电机，所述传动机构包括滑块、第一连杆以及第二连杆，所述滑块滑动连接于所述中指节，所述直线电机的输出轴与所述滑块连接，所述第一连杆的一端与所述滑块滑动连接，且所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述第一限位机构连接。
[0013]可选地，所述传动机构还包括支架，所述支架设置在所述中指节上，所述第二连杆位于所述支架和所述中指节之间，且所述第二连杆设置在所述支架上。
[0014]可选地，所述传动机构还包括弹簧，所述第二连杆和所述第一限位机构铰接，所述弹簧位于所述第二连杆和所述第一限位机构铰接处下侧，所述弹簧的一端和所述第二连杆连接，所述弹簧的另一端和所述第一限位机构连接。
[0015]可选地，所述传动机构还包括限位块，所述限位块设置在所述第一限位机构上，且用于与所述第一限位机构的上端面抵接。
[0016]可选地，所述第二连杆上开设有第一安装槽，所述第一限位机构上开设有第二安装槽，所述弹簧的一端位于所述第一安装槽内，且所述弹簧的另一端位于所述第二安装槽内。
[0017]可选地，所述传动机构还包括第一卡簧和第二卡簧，所述第一卡簧设置在所述第一连杆和所述第二连杆连接处，所述第二卡簧设置在所述第二连杆和所述第一限位机构连接处。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例的模态切换装置的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例的模态切换装置的部分结构示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例的传动机构的结构示意图；
[0021]图4为本专利技术实施例的支架的结构示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例的第二连杆和第一限位机构的剖视图；
[0023]图6为本专利技术实施例的第二连杆的结构示意图。
[0024]附图标记：
[0025]1、中指节；2、驱动机构；3、第一限位机构；31、第二安装槽；4、第二限位机构；5、传动机构；51、滑块；511、滑槽；52、第一连杆；53、第二连杆；531、第一安装槽；54、支架；541、盖
板；542、连接柱；55、弹簧；56、限位块；561、限位槽；571、第一卡簧；572、第二卡簧。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0027]本实施例建立XYZ轴坐标系，X轴正向为前方，X轴反向为后方，Y轴正向为左方，Y轴反向为右方，Z轴正向为上方，Z轴反向为下方。
[0028]为解决上述问题，如图1所示，本专利技术实施例的一种模态切换装置，应用于机器人灵巧手，机器人灵巧手包括中指节1、指尖、耦合自适应机构，中指节1和指尖通过耦合自适应机构传动连接，而模态切换装置包括驱动机构2、第一限位机构3以及第二限位机构4，驱动机构2设置在中指节1上，且驱动机构2与第一限位机构3传动连接，第二限位机构4与指尖连接，第一限位机构3用于与第二限位机构4连接。
[0029]其中，中指节1和指尖之间使用耦合自适应机构传动连接，具体可以设置为，中指节1上转动连接有第一转轴和第二转轴，且第一转轴和第二转轴适于同向传本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模态切换装置，应用于机器人灵巧手，所述机器人灵巧手包括中指节(1)、指尖、耦合自适应机构，所述中指节(1)和所述指尖通过所述耦合自适应机构传动连接，其特征在于，包括驱动机构(2)、第一限位机构(3)以及第二限位机构(4)，所述驱动机构(2)设置在所述中指节(1)上，且所述驱动机构(2)与所述第一限位机构(3)传动连接，所述第二限位机构(4)与所述指尖连接，所述第一限位机构(3)用于与所述第二限位机构(4)连接。2.如权利要求1所述的模态切换装置，其特征在于，所述第一限位机构(3)和所述第二限位机构(4)均设置为齿轮结构，且所述第一限位机构(3)用于与所述第二限位机构(4)啮合。3.如权利要求2所述的模态切换装置，其特征在于，所述第一限位机构(3)设置为扇形齿轮结构，且所述第一限位机构(3)的半径沿逆时针方向逐渐增大。4.如权利要求3所述的模态切换装置，其特征在于，还包括传动机构(5)，所述传动机构(5)位于所述驱动机构(2)和所述第一限位机构(3)之间，且所述传动机构(5)设置在所述中指节(1)上，所述传动机构(5)的输入端和所述驱动机构(2)传动连接，所述传动机构(5)的输出端和所述第一限位机构(3)连接。5.如权利要求4所述的模态切换装置，其特征在于，所述驱动机构(2)设置为直线电机，所述传动机构(5)包括滑块(51)、第一连杆(52)以及第二连杆(53)，所述滑块(51)滑动连接于所述中指节(1)，所述直线电机的输出轴与所述滑块(51)连接，所述第一连杆(52)的一端与所述滑块(51)滑动连接，且所述第一连杆(52)的另一端与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜力，李汪洋，宝光辉，吴小桥，刘宏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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