[發(fā)明專利]一種機器人手指仿生結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710070352.8
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN108381574A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙孝勇
• 申請（專利權(quán)）人: 趙孝勇
• 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

目前的機器人手指的發(fā)明基本采用電機遠(yuǎn)程控制，電機安裝在手臂部位，與關(guān)節(jié)間距離較遠(yuǎn)，不能直接控制。為了讓機器人手指控制更便捷，本發(fā)明設(shè)計出4個電機安裝在相應(yīng)手指手掌內(nèi)，分別控制4個關(guān)節(jié)的機器人手指，采用微型電機作為動力機構(gòu)，采用螺母螺桿作為傳導(dǎo)機構(gòu)，動力機構(gòu)與傳導(dǎo)機構(gòu)及關(guān)節(jié)活動部位緊密相連。電動機的轉(zhuǎn)動通過螺母螺桿機構(gòu)減速及轉(zhuǎn)向變?yōu)樗揭苿樱苿由炜s桿水平移動，因而推動轉(zhuǎn)動連桿擺動，轉(zhuǎn)動連桿與前一節(jié)手指相連，則實現(xiàn)了手指的伸縮。在伸縮桿水平移動時，伸縮桿可以在轉(zhuǎn)動連桿上縱向滑動。手指外層設(shè)計防護(hù)套，保證機器人在勞動時的方便及衛(wèi)生。電機的供電及控制采用線路與后方的手臂相連。

技術(shù)領(lǐng)域

此發(fā)明應(yīng)用于機器人手指屈伸姿態(tài)的控制，著重于機械結(jié)構(gòu)，不含自動化部分。

背景技術(shù)

目前機器人手指的發(fā)明電機控制部分與關(guān)節(jié)之間距離均較遠(yuǎn)，兩者不在一個關(guān)節(jié)內(nèi)。他們之間采用拉桿或者傳力機構(gòu)傳力，存在控制難以精確，仿生外形設(shè)計不足等問題。本發(fā)明采用螺母螺桿傳動，電機與傳力機構(gòu)及活動關(guān)節(jié)緊密相連，實現(xiàn)控制部分與關(guān)節(jié)部分緊密相連，控制精確、快速。

發(fā)明內(nèi)容

為了讓機器人手指適應(yīng)更多的勞動，本發(fā)明設(shè)計出可以多關(guān)節(jié)伸縮的機器人手指，采用微型電機作為動力機構(gòu)，采用螺母螺桿作為傳導(dǎo)機構(gòu)，動力機構(gòu)與傳導(dǎo)機構(gòu)及關(guān)節(jié)活動部位緊密相連。每個關(guān)節(jié)單獨設(shè)計一個控制系統(tǒng)，來控制手指關(guān)節(jié)伸縮。

電動機的轉(zhuǎn)動通過螺母螺桿機構(gòu)減速及轉(zhuǎn)向變?yōu)橄蚯跋蚝蟮囊苿樱苿由炜s桿水平移動，因而推動轉(zhuǎn)動連桿擺動，轉(zhuǎn)動連桿與前一節(jié)手指相連，并繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，則實現(xiàn)了手指的伸縮。

在伸縮桿水平移動時，伸縮桿可以在轉(zhuǎn)動連桿上縱向滑動。

手指外層設(shè)計防護(hù)套，保證機器人在勞動時的方便及衛(wèi)生。

微型電機的動作是靠后方的控制軟件來實現(xiàn)的，控制軟件將集成在機器人軀干內(nèi)，電機的供電及自動控制不在本發(fā)明研究范圍內(nèi)。

本發(fā)明第一個優(yōu)點為每個關(guān)節(jié)的活動都是單獨控制的，其控制部分布置在緊鄰的關(guān)節(jié)內(nèi)，布置緊湊便捷，本設(shè)計不同于采用其他連桿機構(gòu)方式遠(yuǎn)程傳力的控制方式，而是強調(diào)控制單元布置在相應(yīng)關(guān)節(jié)內(nèi)。手指與后方的手臂僅有控制線路和供電線路相連，使得手指實現(xiàn)了模塊化，簡化了生產(chǎn)及安裝。

本發(fā)明第二個優(yōu)點是采用了螺母螺桿的傳動方式。螺母螺桿傳導(dǎo)方式優(yōu)點是控制精確，同時增加減速比。螺母螺桿是一種常用的將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿拥膫鲃訖C構(gòu)，由于其組合有多種方式，及其與電機布置的組合亦有多種，本示意圖僅示意一種，代表所有這種類型的傳導(dǎo)方式。

本發(fā)明第三個優(yōu)點是手指及手掌采用多關(guān)節(jié)設(shè)計，姿態(tài)更類似于人手，分?jǐn)偭耸种笍澢男谐蹋軌驅(qū)崿F(xiàn)自封閉的抓握；每個關(guān)節(jié)活動幅度減小有利于減少單個伸縮桿長度。指關(guān)節(jié)數(shù)量采用2~4節(jié)，掌關(guān)節(jié)采用1~2節(jié)。

附圖說明：圖1為手指握拳姿態(tài)示意圖，圖2為手部伸展姿態(tài)示意圖。

圖中編號名稱：1--第一關(guān)節(jié)，2--轉(zhuǎn)軸，3--連桿，4--滑動槽，5--螺母螺桿傳導(dǎo)機構(gòu)，6--伸縮桿，7--滑動限位，8--滾珠軸承，9--電機，10--齒輪，11--外層防護(hù)套，12--第二關(guān)節(jié)，13--第三關(guān)節(jié)，14--手掌前半截，15--手掌后半截，16--軟密封（圖2）。