[發明專利]平夾耦合平動切換靈巧機器人手指裝置

有效

• 申請號: 201710428158.2
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107214719B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 張文增;葛月鑫;吳哲明;劉洪冰
• 申請（專利權）人: 清研（洛陽）先進制造產業研究院
• 主分類號: B25J15/02
• 分類號: B25J15/02;B25J15/00
• 代理公司: 洛陽華和知識產權代理事務所(普通合伙) 41203
• 代理人: 張曉楠

平夾耦合平動切換靈巧機器人手指裝置，屬于機器人手技術領域，包括基座、兩個電機、近關節軸、遠關節軸、中部指段、末端指段、兩個帶輪傳動機構、第一齒輪、第二齒輪、下齒條、上齒條、導向桿、導軌和滑塊等。該裝置實現了機器人手指平夾主動抓取模式與耦合主動抓取模式可以簡單平動切換的功能。在平夾主動抓取模式中，該裝置既能平動末端指段捏持物體，也能依次轉動中部指段和末端指段包絡不同形狀、大小的物體；在耦合主動抓取模式中，該裝置可以同時聯動兩個關節轉動，并在中部指段接觸物體被阻擋后自然轉入彎曲末端指段的主動抓取階段；平動切換操作方便且動作較小，齒條在運行過程中穩定；抓取范圍大；該裝置結構緊湊、體積小，制造和維護成本低，適用于機器人手。

技術領域

本發明屬于手機器人技術領域，特別涉及一種平夾耦合平動切換靈巧機器人手指裝置的結構設計。

背景技術

欠驅動機器人手是指關節自由度數目多于所使用的驅動器數目的一類機器人手。平夾耦合平動切換靈巧機器人手指的主動抓取功能能夠抓取多種不同尺寸、不同形狀的物體，能夠在簡單控制模塊的情況下實現準確、穩定的抓取效果。欠驅動機器人手的機械結構簡潔、成本低廉、功能強大，可以適應工業機器人、社會服務機器人或人體義肢等不同領域中，對機器人手的抓取需求。

具有兩個關節自由度的欠驅動機器人手的基本抓取類別包括耦合抓取模式。耦合抓取模式是指兩個關節按一定的比例或者變化的比例同時轉動，具體可以分為正向耦合抓取模式和反向耦合抓取模式。正向耦合抓取模式常常簡稱為耦合抓取，反向耦合抓取模式中按相同比例的抓取模式應用比較廣泛，常稱為平行夾持耦合抓取模式，常常簡稱為平夾抓取。正向耦合抓取適合用末端指段去捏持小的物體，反向耦合抓取適合用末端指段平行夾持物體。

在基本類別的組合中，主要有兩種復合抓取模式：一種是先耦合后主動的抓取模式，稱為耦合主動抓取模式；另一種是先平行夾持后主動的抓取模式，稱為平夾主動抓取模式。其中，耦合主動抓取模式能夠具有更加擬人性的特點，同時末端的捏持效果也是比較容易實現。平夾主動抓取模式能夠具有兩個平行開合的末端指段，在工業上適合平行捏持薄片狀物體或者具有兩個相平行面的物體。

已有的一種齒條耦合式靈巧機器人手指裝置(中國發明專利CN102514012B)，包括基座、電機、中部指段、末端指段、雙聯齒條和齒輪等。該裝置實現了耦合主動抓取模式，第一傳動機構帶動中部指段繞近關節軸轉動，末端指段會同時轉動一個角度，達到近關節軸和遠關節軸同時轉動的耦合轉動效果；當中部指段碰觸物體后就采用第二傳動機構帶動末端指段獨立轉動，具有主動抓取不同尺寸物體的好處。其不足之處在于，該裝置僅能實現耦合主動抓取模式，無法實現平夾主動抓取模式。

發明內容

本發明的目的是針對已有技術的不足之處，提供一種平夾耦合平動切換靈巧機器人手指裝置。該裝置可以實現耦合主動抓取模式，在簡單的平動切換后，又可以實現平夾主動抓取模式；包括：1)雙關節耦合轉動抓取模式；2)雙關節獨立轉動抓取模式；3)雙關節先耦合轉動，之后再獨立轉動的抓取模式；4)雙關節先獨立轉動，之后再耦合轉動的抓取模式；5)雙關節平動抓取模式；6)雙關節先平夾，之后再獨立轉動的抓取模式；7)雙關節先獨立轉動，之后再平夾主動的抓取模式；8)雙關節先平夾轉動，之后再獨立轉動的抓取模式。

本發明的技術方案如下：