[發明專利]帶輪式表面縱滑機器人手指裝置

在審

• 申請號: 201610153353.4
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105619442A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 胡奎;張文增
• 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: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明屬于機器人手技術領域，特別涉及一種帶輪式表面縱滑機器人手指裝置的 結構設計。

背景技術

機器人是幫助人類完成各種費力工作的有益裝置，已經有大量的工業機器人被開 發出來，幾十年來，工業機器人被應用于食品、航空航天、石油開采、汽車制造、海洋探索、深 空開發等眾多行業領域。

機器人手是機器人與環境接觸的重要裝置，是機器人實現抓取物體、操作物體兩 大功能的終端部件，一般以模仿人手與否來分類，可以分為非擬人機器人手和擬人機器人 手。前者不一定有手指，可分為主動吸盤式手爪、被動吸盤式手爪、永磁式手爪、電磁式手爪 等，后者帶有手指，也稱為多指機器人手。

傳統的擬人機器人手包括手掌和多個手指，每個手指具有多個指段，各指段通過 多個關節串聯起來，采用驅動器(如電機、液壓缸或氣缸)驅動關節轉動，多個指段包絡物體 實現握持方式的抓取，或者多個指段轉動后實現末端指段以捏持方式抓取物體。

常見物體一般位于一個平面上，當物體某個尺寸相對其他尺寸較小時，該物體為 一種扁平狀物體，例如橡皮、硬幣和紙張等。傳統的機器人手，包括非擬人的機器人手和擬 人的機器人手，均不便于從平面上拾取扁平狀物體。

傳統的打印機具有從固定平面堆疊的紙張上拾取單張紙的功能——即具有拾取 特定扁平物體的功能，但是無法做到拾取其他物體，例如這種技術難以拾取桌面上的橡皮、 膠板、硬幣。

發明內容

本發明的目的是為了克服已有技術的不足之處，提出一種帶輪式表面縱滑機器人 手指裝置，該裝置特別適合從平面上拾取物體，具有可以運動的手指表面，適合對所抓取物 體進行手內的操作；該裝置結構簡單，控制容易，適合安裝在機器人手上使用。

本發明采用如下技術方案：

本發明提供的一種帶輪式表面縱滑機器人手指裝置，包括基座、N個指段、N個關節 軸、至少一個關節傳動機構和至少一個關節驅動器；所述第一個指段通過第一個關節軸與 基座相連，所述第i個指段通過第i+1個關節軸與第i+1個指段相連；所述關節驅動器設置在 基座或者某個指段中，所述關節驅動器的輸出軸與關節傳動機構的輸入軸相連，所述關節 傳動機構的輸出軸與一個或多個關節軸相連；所述各關節軸的中心線相互平行；其特征在 于：該帶輪式表面縱滑機器人手指裝置，還包括至少一個縱滑組件，所述縱滑組件包括支承 件、輔助傳動機構、縱滑驅動器、帶輪傳動機構和皮膚層；所述縱滑組件安裝在任意一個指 段上，所述縱滑組件的支承件固定安裝在所對應指段上；所述帶輪傳動機構包括第一帶輪、 第二帶輪、傳動帶、第一轉軸和第二轉軸；所述第一轉軸、第二轉軸分別套設在支承件上，所 述第一轉軸的中心線與第二轉軸的中心線相互平行；所述第一轉軸的中心線與關節軸的中 心線相互平行；所述第一帶輪套固在第一轉軸上，所述第二帶輪套固在第二轉軸上，所述傳 動帶連接第一帶輪與第二帶輪，所述第一帶輪、第二帶輪和傳動帶構成帶輪傳動關系；所述 縱滑驅動器與支承件固接，所述縱滑驅動器的輸出軸與輔助傳動機構的輸入端相連，所述 輔助傳動機構的輸出端與第一轉軸相連；所述皮膚層與傳動帶固接，所述皮膚層位于對應 指段的表面，其中，N為大于1的自然數，i＝1,2,…,N-1。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和突出性效果：

該裝置利用驅動器、帶輪傳動機構、皮膚層和多關節手指綜合實現了皮膚縱滑功 能——機器人手指表面可沿手指縱向滑動或轉動的特殊功能；該裝置在抓取物體時具有可 以運動的手指表面，適合對所抓取物體進行手內的操作；該裝置利用傳動帶的旋轉可以對 與末端指段接觸的物體產生向手指根部方向或反向移動的摩擦力，物體會向手指根部方向 或反向移動，達到手內操作物體的目的；該裝置配合其他手指，便于從桌面上拾取物體，特 別適合從桌面上拾取扁平物體如橡皮、硬幣、紙張和布帛等；該裝置結構簡單，控制容易，適 合安裝在機器人手上使用。

附圖說明

圖1是本發明提供的帶輪式表面縱滑機器人手指裝置的實施例的左剖圖。

圖2是圖1所示實施例的立體圖(不含基座右板，第一指段右板，第二指段右板和皮 膚層)。

圖3是圖1所示實施例的立體圖。

圖4是圖1所示實施例的正面外觀圖。

圖5是圖1所示實施例的左側外觀圖。

圖6是圖1所示實施例的爆炸圖。