[實(shí)用新型]一種變剛度欠驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人靈巧手手指

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720249339.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN206717889U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴建生;萬昌雄;楊元卿;康熙;孫杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/00
• 分類號(hào): B25J15/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 張金亭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種剛度可變的欠驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人靈巧手手指。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人末端夾持器只能進(jìn)行一些簡單的任務(wù)。然而，越來越多的實(shí)際應(yīng)用要求機(jī)器人末端能實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜和更加智能的操作，簡單的末端夾持器不能滿足實(shí)際復(fù)雜操作任務(wù)的要求。機(jī)器人靈巧手具有通用性強(qiáng)，抓持精度高，靈巧性、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，成為解決復(fù)雜操作任務(wù)的有效方案，從20世紀(jì)后期以來成為機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)熱門的研究方向之一。

機(jī)器人靈巧手手指作為靈巧手的最重要組成部分，決定著靈巧手的抓持精度、靈巧性、穩(wěn)定性等性能。

中國發(fā)明專利文獻(xiàn)CN101941205A、中國發(fā)明專利文獻(xiàn)CN 10163317A等現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人靈巧手設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靈巧手設(shè)計(jì)大都是總體尺寸比人手大很多，手指過于粗大、笨重，難以抓取細(xì)小物體。又如中國發(fā)明專利文獻(xiàn)CN1031228744，一種機(jī)器人靈巧手，每個(gè)手指設(shè)置三個(gè)關(guān)節(jié)由三組四連桿機(jī)構(gòu)藕合，由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。三個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速率按固定角度1:1:1同時(shí)彎曲，不能實(shí)現(xiàn)不同傳動(dòng)比的聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)，靈巧性降低。又如中國發(fā)明專利文獻(xiàn)CN1418765中的靈巧手設(shè)計(jì)，因所需的驅(qū)動(dòng)器多，系統(tǒng)控制難度高，生產(chǎn)費(fèi)用巨大等原因，極大地降低了機(jī)器人靈巧手的實(shí)用性。而且靈巧手指剛度不可變，難以抓取易碎物體，不能滿足抓持不同物體所需不同剛度的柔順性要求。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種變剛度欠驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人靈巧手手指，該手指結(jié)構(gòu)簡單緊湊，質(zhì)量輕，體積小，指骨間聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)比可變，欠驅(qū)動(dòng)所需電機(jī)少，可以實(shí)現(xiàn)變剛度調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種變剛度欠驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人靈巧手手指，包括由遠(yuǎn)至近依次連接的遠(yuǎn)端指骨、遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、近端指骨和近端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，在所述近端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上繞有驅(qū)動(dòng)牽引線，所述驅(qū)動(dòng)牽引線的兩端分別與兩根傳動(dòng)牽引線連接，兩根所述傳動(dòng)牽引線分別纏繞在兩個(gè)繞線輪上，兩個(gè)所述繞線輪分別由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)牽引線和所述傳動(dòng)牽引線通過彈簧連接；所述遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和所述近端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)通過聯(lián)動(dòng)線繩傳動(dòng)；在所述遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上設(shè)有多個(gè)深度不同的聯(lián)動(dòng)線繩繞線槽Ⅰ，在所述近端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上設(shè)有多個(gè)深度不同的聯(lián)動(dòng)線繩繞線槽Ⅱ。

所述近端指骨和所述近端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)通過連接片Ⅰ固定連接在一起。

所述遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)采用兩個(gè)側(cè)支撐端板支承，所述側(cè)支撐端板與所述近端指骨通過連接片Ⅱ固定連接在一起，所述遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)與所述遠(yuǎn)端指骨通過連接片Ⅲ固定連接在一起。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：一)靈巧手手指采用欠驅(qū)動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，質(zhì)量輕，體積小，欠驅(qū)動(dòng)所需驅(qū)動(dòng)器數(shù)目少，也使得系統(tǒng)控制難度降低；二)靈巧手手指指骨間能實(shí)現(xiàn)不同傳動(dòng)比的聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)，相比傳統(tǒng)定傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)速率按固定角度同時(shí)彎曲的靈巧手手指來說靈巧性更高；三)靈巧手指可以實(shí)現(xiàn)手指的彎曲、伸展運(yùn)動(dòng)以及變剛度的調(diào)節(jié)，能滿足抓持不同物體所需不同剛度的柔順性要求。綜上所述，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，質(zhì)量輕，體積小，指骨間聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)比可變，變剛度，欠驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)，能完成多種靈巧及復(fù)雜操作任務(wù)，可以在極限或是有害環(huán)境下代替人手實(shí)現(xiàn)抓取操作，在多個(gè)領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景和重要的社會(huì)意義。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的側(cè)示圖；

圖3為本實(shí)用新型的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)與近端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)傳動(dòng)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和遠(yuǎn)端指骨及側(cè)支撐端板連接的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：101、遠(yuǎn)端指骨，102、連接片Ⅰ，103、側(cè)支撐端板，104、遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，105、近端指骨，106、近端關(guān)節(jié)，107、彈簧，108、繞線輪，109、聯(lián)動(dòng)線繩，110、驅(qū)動(dòng)牽引線，111、傳動(dòng)牽引線，112、連接片Ⅱ，113連接片Ⅲ。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：