[發明專利]一種協作型多指機械手及機器人系統

有效

• 申請號: 201810909623.9
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108908392B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 王學林;趙永國;肖永飛;王其林;朱琳
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10;B25J19/02;B25J19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種協作型多指機械手，其特征是：包括基座，所述基座上設置有固定驅動機構，所述固定驅動機構的周圍至少設置有第一驅動機構、第二驅動機構和第三驅動機構，所述固定驅動機構帶動與其連接的第一機械手指，所述第一驅動機構帶動與其連接的第一活動機械手指，所述第二驅動機構帶動與其連接的第二活動機械手指；

所述第三驅動機構通過傳動機構與第一驅動機構和第二驅動機構連接，驅動第一活動機械手指和第二活動機械手指沿著自身驅動機構軸線進行旋轉運動，所述第一機械手指、第一活動機械手指和第二活動機械手指均具有多個活動自由度，利用每個機械手指的多自由度運動以及第一活動機械手指和第二活動機械手指自身方向的調整，實現抓取；

所述第三驅動機構包括減速電機和鋼絲雙槽輪，所述減速電機與基座連接，所述鋼絲雙槽輪固定在減速電機的輸出軸上，鋼絲雙槽輪和所述第一驅動機構的槽輪組成同向鋼絲傳動機構，即其運動方向同向；鋼絲雙槽輪和第二驅動機構的槽輪組成異向鋼絲傳動機構，即其運動方向反向；

固定驅動機構的中心軸線通過基座的上圓板圓心，第一驅動機構和第二驅動機構的中心軸線均處于以所述固定驅動機構為中心的同心圓上，且第一驅動機構、固定驅動機構和第二驅動機構處于通過上圓板圓心的一條豎直中心線上；所述第一驅動機構、第二驅動機構和第三驅動機構位于以所述固定驅動機構為中心的同心圓上；

所述基座上設置一個由長方形和半圓形組成的長圓薄板；

所述第一驅動機構和第二驅動機構的結構一致，均包括從下到上同軸依次設置的槽輪、電機軸套、電機、減速器以及固定在減速器軸上的錐齒輪，槽輪固接在電機軸套上，電機軸套安裝于電機外表面，所述減速器上設置有減速器軸套，減速器軸套外側套設有旋轉支撐軸承，旋轉支撐軸承的外圈固定安裝在基座上圓板上；

手指根部安裝接口裝配在基座上圓板上，手指的錐齒輪與減速器軸上的錐齒輪嚙合連接；

所有電機的旋轉軸線均垂直于基座，有利于安裝設計和動力的高效輸出，且全部動力內置于殼體內部，有利于機械手指機構的優化設計；三個機械手指的電機將動力分兩路往手指輸送，分別驅動每個機械手指的中間連桿和指尖部分，使中間連桿和指尖部分按一定的傳動比運動，有效利用了動力。

2.如權利要求1所述的一種協作型多指機械手，其特征是：所述固定驅動機構包括電機、設置于電機上的減速器和減速器輸出軸上的錐齒輪，所述第一驅動機構垂直基座，錐齒輪位于基座上部，與定指根部的錐齒輪配合形成錐齒輪傳動，當電機運動時，固定在減速器輸出軸的錐齒輪將做旋轉運動，從而傳遞運動和動力。

3.如權利要求1所述的一種協作型多指機械手，其特征是：所述第一驅動機構和第二驅動機構的結構一致，均包括從下到上同軸依次設置的槽輪、電機軸套、電機、減速器以及固定在減速器軸上的錐齒輪，所述減速器上設置有減速器軸套，減速器軸套外側套設有旋轉支撐軸承，第一驅動機構和第二驅動機構垂直于基座，槽輪帶動整個驅動機構一起垂直于基座旋轉，當電機做旋轉運動時，減速器輸出軸的錐齒輪同樣做旋轉運動，通過錐齒輪傳動傳遞運動和動力。

4.如權利要求1所述的一種協作型多指機械手，其特征是：所述第一驅動機構和第二驅動機構同時沿著自身電機軸線進行旋轉運動，其運動范圍為0°～180°。

5.如權利要求1所述的一種協作型多指機械手，其特征是：所述第一機械手指、第一活動機械手指和第二活動機械手指，包括分別與固定驅動機構、第一驅動機構、第二驅動機構連接的安裝接口，設置于安裝接口兩側的依次連接的支架、連桿和指尖，安裝接口與支架的連接處設置有第一運動軸，所述支架與連桿的連接處設置有第二運動軸，連桿與指尖的連接處設置有第三運動軸，雙聯帶輪固定在第一運動軸上作為主動帶輪，從動帶輪固定在第二運動軸上，同步帶帶動兩個帶輪同向運動，雙聯帶輪的另一分支通過同步帶將運動和動力傳遞給第四帶輪，第四帶輪固定在連桿上，并且空套在第二運動軸上，帶動連桿運動，所述第三運動軸上固接第三帶輪，通過同步帶的傳動使第三帶輪運動，實現指尖伸展和彎曲運動，所述指尖上設置有觸覺傳感器。