[發明專利]機器人擬人手變抓取力機械手指裝置

無效

• 申請號: 02103732.9
• 申請日: 2002-03-15
• 公開（公告）號: CN1365876A
• 公開（公告）日: 2002-08-28
• 發明（設計）人: 陳強;張文增;徐濟民
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J15/08
• 分類號: B25J15/08
• 代理公司: 北京清亦華專利事務所
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于擬人機器人技術領域，特別涉及一種機器人擬人手變抓取力機械手指裝置結構設計。

背景技術

機器人擬人手的主要功能是抓取物體。根據物體的質量輕重程度、表面軟硬程度，機器人手在抓取時應該采用不同的抓取力，即機器人擬人手的抓取力應該具有一定的可控性。因而設計機器人擬人手變抓取力機械手指具有重要意義。

一種已有的機器人擬人手變抓取力機械手指裝置，如美國發明專利US4946380，由電機、第一、二關節、第一、二指節、腱繩、裝有小動滑輪和大定滑輪的連桿及壓簧構成，該裝置采用電機驅動，帶動第一關節轉動(即可帶動手指第一指節轉動)，牽動腱繩，牽動第二關節轉動(即可帶動手指第二指節轉動)。在腱繩繞過兩個關節的中途，還要繞過裝在連桿上的小動滑輪和大定滑輪，其中，大定滑輪的軸固接在手指第一指節上，連桿中間的鉸鏈固接在大定滑輪上，連桿一端上的小動滑輪與手指第一指節之間設有壓簧。抓取物體時，當手指第二指節接觸物體不再轉動，此時，電機繼續轉動，使得腱繩張緊，腱繩的張緊力使裝有小動滑輪的連桿轉動，從而使壓簧的變形，當電機停止轉動后，變形壓簧的反彈力將使手指第二指節對物體保持住已產生的恒定的抓取力。通過控制電機在手指第二指節接觸物體后繼續轉動的角度的大小，可以控制抓取物體時不同的抓取力。

這種裝置不足之處為：該裝置僅適合安裝在采用腱絡傳動的機器人擬人手上；該裝置機構復雜，對制造水平要求高，造價高，可靠性低；腱繩的變形將使抓取力控制精度降低，除非采用特制的幾乎不變形的材料，這樣一來，將使整個手的造價更加昂貴。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，設計出一種機器人擬人手變抓取力機械手指裝置。該裝置的傳動機構可以是齒輪傳動、腱絡傳動、帶輪傳動、鏈輪傳動、連桿傳動。該裝置裝置簡單、易加工、可靠，可以作為機器人擬人手的手指或手指的一部分，用于實現機器人擬人手抓取物體時產生不同的抓取力，抓取力的控制精度高。

本發明設計的機器人擬人手變抓取力機械手指裝置，包括基礎指節、變抓取力關節、變抓取力指節；所說的基礎指節與變抓取力指節均為中空結構，所說的變抓取力關節套設于基礎指節與變抓取力指節之間；所說的變抓取力關節包括電機、減速器、傳動機構、關節軸、滑動軸承、撥塊、板簧；其連接關系為：所說的關節軸套設于基礎指節與變抓取力指節之間，電機的輸出軸與減速器相連，設置在基礎指節中，且平行于關節軸；所說的減速器輸出軸與傳動機構相連，傳動機構與關節軸相連；所說的撥塊套固在關節軸上；所說的板簧一端與撥塊固接，另一端插入變抓取力指節內。板簧在安裝好后，有一定的初始彎曲變形量，從而保證板簧與變抓取力指節之間沒有間隙。

所說的傳動機構可以采用齒輪傳動機構，也可以采用帶輪傳動機構，鏈輪傳動機構，連桿傳動機構或腱絡傳動機構等。

所說的變抓取力關節可包括扭簧，其兩端分別與關節軸和基礎指節相連，用于消除傳動過程中產生的間隙；

在關節軸的一端可裝有電位器，用于檢測關節軸轉動的角度位置，可以實現位置閉環控制。

在電機的尾部可安裝有編碼器，用于檢測電機輸出軸轉動的速度，可以實現速度閉環控制。

所說的基礎指節可包括基礎指節骨架、軸承板、齒輪蓋，三者固接在一起。

所說的變抓取力指節可包括變抓取力指節骨架、墊塊，二者固接在一起。

本發明的工作原理為：