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凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置制造方法及图纸

技术编号:8954144 阅读:187 留言:0更新日期:2013-07-24 19:56
凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置,属于机器人手技术领域,主要包括手掌、至少两个手指、主轴、电机、减速器、第一锥齿轮、第二锥齿轮、不完全沟槽凸轮、活动板、手指张开到位检测的传感器、物体到位检测的传感器和控制模块等。手指为腱绳-扭簧式多关节手指。本发明专利技术装置具有自动快速抓取物体的功能,抓取过程包括手指储能张开、手指张开到位检测、物体到位检测和瞬时释放抓取四个过程;该装置能实现快速抓取;检测到物体后可自动抓取;具有自适应抓取不同形状和尺寸物体;结构紧凑,手掌体积小,抓取空间大;传动平稳精确,传动效率高;仅采用一个电机驱动多个手指的多个关节,外观和动作模仿人手;可用于拟人机器人上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人手
,特别涉及一种凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置的结构设计。
技术介绍
拟人机器人手主要分为灵巧手和欠驱动手两种类型。灵巧手具有许多主动关节,具有复杂的驱动和控制系统,可以完成很多操作。近几十年来,灵巧手的研究得到了丰硕的成果,例如Utah/MIT手、Robonaut手、DLR/HIT II手等。但是由于灵巧手自由度多,并且手指在抓取不同形状的物体时没有自适应性,对驱动电源、传感、信息处理、控制算法等提出了很高的要求,装置复杂,成本昂贵。所谓欠驱动手就是指用少量的电机控制较多的关节自由度。欠驱动手具有自动适应物体形状和尺寸的自适应抓取功能。对于高自由度的机器人手来说,减少电机的数量是非常有利的,可以大大减少对空间的需 求和对动力控制的需求,而且未来的维护也大大减少,成本也大大降低。有一类机器人手的实现方式是采用腱绳来实现的,以一个手指的单关节为例,腱绳依次穿过手指的多个指段和关节,腱绳的一端固接在手指的末端指段,只要拉动腱绳的另一端就可以实现手指末端关节的正向弯曲,如果前后采用两根腱绳就能够实现手指的末端关节的正向转动(抓取弯曲)和反向转动(恢复伸直)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置,包括电机、减速器、手掌和至少两个手指,所述手掌为中空状的框架结构;所述电机固接于手掌中,电机的输出轴与减速器的输入轴相连;所述每个手指包括一根腱绳、n个指段、n个关节轴、n个绳轮和n个扭簧,其中,n至少为2,各手指的指段数量相同或不同;在每个手指中,所有关节轴两两相互平行,第1个关节轴活动套设于手掌中,第1个指段活动套接在第1个关节轴上,第i个关节轴活动套设于第i?1个指段中,第i个指段活动套接在第i个关节轴上,其中,i为2至n中的整数,其特征在于:该凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置还包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、不完全沟槽凸轮、凸轮轴、下挂钩和活动板;所述...

【技术特征摘要】
1.一种凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置,包括电机、减速器、手掌和至少两个手指,所述手掌为中空状的框架结构;所述电机固接于手掌中,电机的输出轴与减速器的输入轴相连;所述每个手指包括一根腱绳、η个指段、η个关节轴、η个绳轮和η个扭簧,其中,η至少为2,各手指的指段数量相同或不同;在每个手指中,所有关节轴两两相互平行,第I个关节轴活动套设于手掌中,第I个指段活动套接在第I个关节轴上,第i个关节轴活动套设于第i_l个指段中,第i个指段活动套接在第i个关节轴上,其中,i为2至η中的整数,其特征在于:该凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置还包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、不完全沟槽凸轮、凸轮轴、下挂钩和活动板;所述第一锥齿轮固定套接在减速器的输出轴上,所述第二锥齿轮固定套接在凸轮轴上,第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合;所述凸轮轴活动套设在手掌中;所述不完全沟槽凸轮固定套接在凸轮轴上;所述下挂钩的一端与不完全沟槽凸轮的沟槽相配合,下挂钩的另一端固定安装在活动板上;在每个手指中,第j个绳轮活动套接在第j个关节轴上,其中,j为I至η中的整数;在每个手指中,第I个扭簧套在第I个关节轴上,第I个扭簧的两端分别连接手掌和第I个指段,第k个扭簧套在第k个关节轴上,第k个扭簧的两端分别连接第k-Ι个指段和第k个指段,其中,k为2至η中的整数;当扭簧松弛时,手指呈弯曲抓紧状态;在每个手指中,所述腱绳的一端与活动板直接固接或者穿过活动板与第I个指段固接,所述腱绳依次缠绕经过第I个绳轮、穿过第I个指段,依次缠绕经过第2个绳轮、穿过 第2个指段……,依次缠绕经过第m个绳轮、穿过第m个指段……,依次缠绕经过第η个绳轮、穿过第η个指段,腱绳的另一端与第η个指段固接,其中,m为从I到η的整数。2.如权利要求1所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置,其特征在于,还包括q个活动板上挂钩、q个手指挂钩;所述上挂钩均分别固定安装在活动板上;所述手指挂钩均分别固定安装在手指的第I个指段上;所述腱绳的一端与第I个指段挂钩固接,依次穿...

【专利技术属性】
技术研发人员:李灵张文增
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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