[發明專利]一種基于鰭條式結構的柔性欠驅動手指

有效

• 申請號: 201810608855.0
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108501029B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 趙鋮;曾龍;羅博;陳敏鶴
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: B25J15/08
• 分類號: B25J15/08
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 徐羅艷

本發明公開了一種基于鰭條式結構的柔性欠驅動手指，包括手指機架、平行傳動鏈、自適應傳動鏈、驅動部件、剛性指節和柔性的鰭條指節，所述鰭條指節為手指的末端指節，所述平行傳動鏈、所述自適應傳動鏈和所述驅動部件均安裝于所述手指機架上；所述剛性指節同時與所述平行傳動鏈和所述自適應傳動鏈活動連接；所述鰭條指節通過所述自適應傳動鏈與所述剛性指節連接；所述自適應傳動鏈連接于所述驅動部件，并在所述驅動部件的驅動下活動，以帶動所述平行傳動鏈活動以及促使所述剛性指節和所述鰭條指節產生相適應的運動，同時，所述鰭條指節在所述自適應傳動鏈的作用下產生相適應的形變。

技術領域

本發明涉及機器人的機械手領域，尤其是涉及一種基于鰭條式結構的柔性欠驅動手指。

背景技術

機械手爪的研究已有幾十年的歷史，為了適應工業、醫學以及服務業等的不同需求，機械手爪種類眾多。其中，欠驅動手爪由于能夠自適應地抓取不同形狀的物體，同時控制簡單、抓取穩定牢靠，成為機械手爪中的一個重要研究方向。

目前，欠驅動手的傳動方式主要有兩種：腱繩式傳動和連桿式傳動。腱繩式傳動欠驅動手通常設計輕巧，擬人程度高，如公開號為CN 107097246 A的專利文獻。連桿式傳動欠驅動手雖然在外形擬人程度上不如腱繩式傳動欠驅動手，但其負載大，傳動更精確、穩定，如公開號為CN 103786161 A的專利申請。并且，一些連桿式傳動欠驅動手如Laval大學的平行欠驅動手(公開號US5762390A)通過改善連桿結構，使機械手除了能夠包絡抓取外，還能實現平行捏取，從而適應捏取形狀簡單的小物體如小方塊，但像尺寸較小的球狀、柱狀類物體，要靠欠驅動手來成功抓持目前仍很難實現。

采用fin-ray結構設計的柔性機械手作為軟體手的一種代表，通過自身的變形能夠較好地抓持不同形狀的小物體。這種結構在德國Festo公司已得到很多應用。但這種柔性手由于剛性不足很難抓持尺寸較大、重量較大的物體。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的發明構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日前已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提出一種基于鰭條式結構的柔性欠驅動手指，不僅可以穩定地抓取較大尺寸和重量的物體，同時兼具捏取光滑曲面類小物體的能力，以此實現對不同尺寸、不同形狀物體的穩定抓持。

本發明為達上述目的提出以下技術方案：

一種基于鰭條式結構的柔性欠驅動手指，包括手指機架、平行傳動鏈、自適應傳動鏈、驅動部件、剛性指節和柔性的鰭條指節，所述鰭條指節為手指的末端指節，所述平行傳動鏈、所述自適應傳動鏈和所述驅動部件均安裝于所述手指機架上；所述剛性指節同時與所述平行傳動鏈和所述自適應傳動鏈活動連接；所述鰭條指節通過所述自適應傳動鏈與所述剛性指節連接；所述自適應傳動鏈連接于所述驅動部件，并在所述驅動部件的驅動下活動，以帶動所述平行傳動鏈活動以及促使所述剛性指節和所述鰭條指節產生相適應的運動，同時，所述鰭條指節在所述自適應傳動鏈的作用下產生相適應的形變。

本發明提供的上述技術方案，普通指節、自身可彎曲變形的鰭條指節和平行傳動鏈、自適應傳動鏈之間的相互配合工作可以實現不同外形和重量的物體的自適應抓取，其中柔性鰭條指節的變形特點可以很好地將被捏取物體包絡于其中，適于抓取大部分外形較小的物體，包括但不限于小圓柱、小球類、小方塊等。另一方面，平行傳動鏈的使得欠驅動手指在捏取小物體時，能夠始終以平行運動靠近被捏取物體。兩指對捏情況下，未觸碰物體之前兩根手指的鰭條指節始終保持平行相對，為柔性捏取的實現提供條件。

附圖說明

圖1是本發明具體實施例提供的柔性欠驅動手指的主視圖；

圖2是本發明具體實施例提供的柔性欠驅動手指的右視圖；