[發明專利]一種平行自適應抓持的機器人靈巧手

有效

• 申請號: 201710623980.4
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107214721B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 張新生;萬昌雄;孫杰;許雙甲;戴建生
• 申請（專利權）人: 深圳市大寰機器人科技有限公司
• 主分類號: B25J15/02
• 分類號: B25J15/02;B25J15/10
• 代理公司: 深圳市深弘廣聯知識產權代理事務所(普通合伙) 44449
• 代理人: 向用秀

本發明公開了一種平行自適應抓持的機器人靈巧手，包括基座和手指，手指包括第一手指、第二手指及第三手指，每根手指包括遠端指桿和近端指桿，第一手指固連在基座上，第二手指及第三手指可以繞著垂直于基座的中心軸線旋轉，靈巧手抓持過程中，當近端指桿未接觸到物體的時候，遠端指桿直線平動運動去平行抓持物體，也能在當近端指桿接觸到物體之后，根據物體不同大小形狀自適應包絡抓持物體。同時可旋轉的手指能夠大范圍的調整手指的位置而產生多種抓持構態，提高抓取不同形狀物體的能力。本發明的靈巧手結構設計精巧，體積小，驅動少，能夠自動適應不同大小形狀的物體，抓取能力強，范圍大，穩定可靠。

技術領域

本發明屬于機器人手技術領域,特別涉及一種平行自適應抓持的機器人靈巧手。

背景技術

隨著機器人技術的發展，機器人在越來越多的領域得到了運用，越來越多的實際應用中要求機器人的終端能從事穩定抓取和操作物體的能力。機器人靈巧手，一般類似于人手設計為多個手指，采用力封閉和形封閉的抓取原理，是機器人用于抓取和操作物體的重要終端。

常見的工業夾持器一般采用末端平行的抓持方式, 稱為平行捏持、平捏，即末端指桿平行，從物體的雙側接觸物體，把物體抓起來，以此達到力封閉抓取的效果。這種平行抓持方式可以對小尺寸物體或具有對立面的較大尺寸物體進行高質量抓取，抓取的范圍可以從尺寸很小到尺寸很大的物體。

常見的另外一種抓持方式是自適應包絡抓持，即利用機器人靈巧手的多個指桿接觸物體，從而達到形封閉抓取的效果。這種自適應包絡抓持方式，可以對不同尺寸大小、形狀的物體進行自適應的包絡抓取，這種抓持方式的特點是抓持更穩定可靠，且可以施加更大的力。

已有的機器人手裝置如中國發明專利CN101234489A等，此裝置能實現手指的自適應包絡抓持，達到形封閉抓取的效果，但不能實現平行抓持。已有的機器人手裝置如中國發明專利CN102528798A等，此裝置能實現平行抓持，但不能實現包絡抓持。已有的一種欠驅動手指裝置如中國專利CN106272502A等，能實現平行抓持和包絡抓持，但機構零件多，冗余復雜，整體手指尺寸體積大，笨重不靈巧。

發明內容

本發明的目的是針對已有技術的不足，提出一種新型平行自適應的機器人靈巧手的結構設計。該新型機器人靈巧手，設計精巧，結構精簡，欠驅動，體積小，抓持能力強、范圍大，制造成本低，穩定可靠，無需復雜的傳感和控制系統就可以穩定實現平行抓持以及實現自適應包絡抓持，同時手指可以繞在垂直于基座的中心軸線旋轉，以產生多種抓持構態。

本發明的技術方案如下：

本發明公開的一種平行自適應抓持的機器人靈巧手，包括基座和手指，所述手指包括第一手指、第二手指及第三手指，所述第一手指固連在所述基座上，所述第二手指及第三手指可以繞著垂直于所述基座的中心軸線旋轉，所述第一手指、第二手指及第三手指結構相同，手指包括遠端指桿和近端指桿，所述遠端指桿和近端指桿通過遠端轉動關節相連，所述近端指桿和所述基座通過近端轉動關節轉動相連；所述手指運動通過絲線傳動，在所述手指上分別繞有動力絲線，背向絲線，被動絲線，所述被動絲線及所述背向絲線一端繞在遠端指桿尾端，另一端繞在基座端，所述動力絲線一端繞在遠端指桿尾端，另一端通過中心孔繞至電機軸端。

其中，所述第二手指及第三手指可以繞著垂直于所述基座的中心軸線旋轉，第一電機輸出軸上固接第一聯軸器，所述第一聯軸器另一端固接第一階梯軸，所述第一階梯軸的另一端通過鍵連接齒輪，所述第一電機提供動力，轉矩傳遞到所述齒輪，再通過所述齒輪傳動帶動所述第二手指及第三手指繞著垂直于所述基座的中心軸線旋轉。

其中，所述第二手指及第三手指可以繞著垂直于所述基座的中心軸線旋轉，結合第一手指，能產生三種常見的抓持構態，兩指正對構態，三指均布構態，三指相間平行構態。