[發明專利]差動輪系耦合自適應欠驅動手指裝置

有效

• 申請號: 201210084863.2
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102896636A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 鄧華;高飛;段小剛
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及人工假手技術領域，特別涉及一種差動輪系耦合自適應欠驅動自適應手指裝置的結構設計。

背景技術

手對人來說是非常重要的器官，人的大部分勞動都是通過手來執行完成的，人手具有關節自由度多，抓取靈活，控制復雜等特點。目前人工假手的研究領域中，為了使機械手達到或接近人手所具有的功能，主要采用了以下兩種措施：第一種措施是增加電機數目，確保各個關節能獨立運動，該種措施雖能實現機械手的各種復雜的抓取運動，但電機數量的增加也增大了假手的外形尺寸和重量，破壞了假手的擬人性，同時各個關節驅動電機的協調控制增加了假手控制系統的復雜性；第二措施是將耦合驅動與自適應欠驅動結合，該種人工假手在未碰觸物體前采取耦合方式傳動，接觸到物體后采用自適應欠驅動方式運動，該種人工假手機構能夠抓取各種外形尺寸的物體，同時抓握模式與人手基本相同。因此，該種人工假手機構近年來得到了快速發展。

已有的耦合自適應欠驅動人工假手機構大都通過采用多套四桿機構來實現機構的耦合傳動與自適應傳動功能，而四桿機構的運動空間較大，多套四桿機構實現解耦將限制手指彎曲轉動行程。也有部分耦合自適應手指機構是通過平行傳動鏈將電機的驅動力傳遞到各個關節，各個關節通過簧件來實現解耦。在該種機構中，簧件等柔性元件充當了傳力元件，手指的彎曲角度與指節的抓握力矩存在耦合。

發明內容

本發明提出了一種差動輪系耦合自適應欠驅動手指裝置，該裝置能實現三指節的耦合傳動與自適應傳動，且傳動機構解耦簡單、可靠。

本發明采用如下技術方案：

本發明所述的一種差動輪系耦合自適應欠驅動手指裝置，包括基座、電機、主動圓錐齒輪、從動圓錐齒輪、傳動軸、主動直齒輪、從動直齒輪、第一指節關節軸、第一指節外太陽輪、第一指節行星輪、第一指節內太陽輪、第一指節行星架、第一彈簧、第一指節行星架擋桿、第二指節傳動桿、第一指節、第二指節關節軸、第二指節外太陽輪、第二指節內太陽輪、第二指節行星輪、第二指節行星架、第二指節擺桿、第二彈簧、第二指節行星架擋桿、第二指節、第三指節傳動桿、第三指節、第三指節關節軸。所述的電機固定在基座上，所述的主動圓錐齒輪固定在電機的輸出軸上，所述的從動圓錐齒輪固定在傳動軸上，主動圓錐齒輪與從動圓錐齒輪實現圓錐齒輪傳動，所述的主動直齒輪固定在傳動軸上，所述的傳動軸安裝在基座上，所述的從動齒輪固定在第一指節關節軸上，主、從直齒輪實現齒輪傳動，所述的第一指節外太陽輪與第一指節關節軸鉸接，第一指節外太陽輪與第一指節過螺栓固定在一起，第一指節內太陽輪固定在第一指節關節軸上，第一指節行星架鉸接在第一指節內太陽輪的軸套上，通過銷釘、墊片軸向固定，所述的第一指節行星輪鉸接在第一指節行星架上，所訴的第一指節行星架擋桿固定在基座上，所述的第一彈簧一端與第一指節行星架連接，一端與基座連接。所述的第一指節傳動連桿一端與第一指節行星架鉸接，一端與第二指節擺桿鉸接，所述的第二指節關節軸與第一指節鉸接，所述的第二指節外太陽輪與第二指節關節軸鉸接，與第二指節通過螺栓固定，所述的第二指節內太陽輪固定在第二指節關節軸上，所述的第二指節行星架鉸接在第二指節內太陽輪的軸套上，所述第二指節行星輪鉸接在第二指節行星架上，所述的第二指節擺桿固定在第二指節關節軸上，所述的第三指節傳動桿一端與第二指節行星架鉸接，一端與第三指節鉸接，所述的第三指節關節軸鉸接在第二指節上，所述的第三關節鉸接在第三關節軸上。

本發明所述的差動輪系耦合自適應欠驅動人工假手裝置其特征在于：所述的第一指節外太陽輪、第一指節內太陽輪、第一指節行星架、第一指節行星輪組成第一指節差動輪系；第二指節內太陽輪、第二指節行星架、第二指節行星輪、第二指節外太陽輪組成第二指節差動輪系。

本發明所述的差動輪系耦合自適應欠驅動人工假手裝置其特征在于：所述的第一彈簧、第二彈簧可采用拉簧、扭簧、壓簧。

本發明所述的差動輪系耦合自適應欠驅動人工假手裝置其特征在于：所述的第一指節行星架、第二指節傳動連桿、第二指節擺桿、第一指節構成平面四桿機構；所述的第二指節行星架、第二指節、第三指節傳動連桿、第三指節構成平面四桿機構。

附圖說明

圖1是本發明提供的差動輪系耦合自適應欠驅動手指裝置的一種實例的右側視圖。

圖2是圖1所示實例的正面外觀圖。

圖3是圖1所示實例的左側視圖。

圖4是圖1所示實例的立體外觀圖。

圖5是圖1所示實例的部分零件的立體圖。

圖6是圖1所示實例的部分零件圖的正視圖。