[發明專利]具有線性平行抓取的連桿齒輪滑槽機器人手指裝置

有效

• 申請號: 201810924936.1
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN108972602B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 羅超;張文增
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02;B25J9/10
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

一種具有線性平行抓取的連桿齒輪滑槽機器人手指裝置，屬于機器人手技術領域，包括基座、電機、傳動機構、第一傳動輪、第二傳動輪、連桿、第一指段、第二指段、近關節軸、遠關節軸、第一軸、第二軸、第三軸、第四軸和第五軸。該裝置實現了機器人手指直線平行夾持的功能；該裝置夾持物體時，第二指段始終保持直線的運動軌跡，能直線平動第二指段捏持物體，適合用于工作臺上抓取薄板狀物體；該裝置抓取范圍大；利用一個驅動器驅動兩個指段，驅動方式簡單，無需復雜的傳感和控制系統；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

本發明屬于機器人手技術領域，特別涉及一種具有線性平行抓取的連桿齒輪滑槽機器人手指裝置的結構設計。

背景技術

機器人手是機器人系統實現抓取功能的重要裝置。抓取物體的方法是從相對的兩個方向限制住物體在該方向上的運動可能性。物體在空間中的運動存在多個方向，為了限制所抓物體的各種運動可能性，需要機器人手針對不同的抓取對象展現不同的抓取模式，從而限制物體各個方向的運動。平行夾持抓取(簡稱平夾抓取)是一種常見的抓取方式，末端指段在運動過程中始終保持相對手掌基座相對固定的姿態，在抓取過程中，相對的兩個手指或者多個手指在物體的兩個或多個側面接觸物體并施加抓持力，并且通過手指表面的彈性變形材料來獲得軟指面從來改善抓取的穩定性，這種平行夾持的機器人手裝置已經被廣泛應用，稱之為工業夾持器。工業夾持器是指具有兩個或多個手指，手指上沒有關節或多個耦合運動的關節的裝置，在抓取物體時使用平行夾持的方式，或末端對物體進行捏持，這種抓取方式針對日常物品是有效的，能夠達到最多種類的物體抓取。

具有直線平動夾持功能的機器人手已經被發明出來，如專利WO2016063314A1，包括基座、驅動器、過渡傳動機構、第一指段、第二指段、八個連桿、多個轉軸等。該裝置能夠實現第二指段的直線平動，利用第二指段的直線平行移動對物體實現直線平行夾持的功能。其不足之處在于：該裝置零件數量多，結構復雜，工作空間小。

發明內容

本發明的目的是為了克服已有技術的不足之處，提供一具有線性平行抓取的連桿齒輪滑槽機器人手指裝置。該裝置能直線平動第二指段夾持物體，在平動第二指段夾持物體階段，第二指段末端始終保持直線的軌跡運動，適合在工作臺上抓取薄板物體，減少機械臂編程需求；結構簡單，無需復雜的傳感和控制系統。

本發明的技術方案如下：

本發明設計具有線性平行抓取的連桿齒輪滑槽機器人手指裝置，包括基座、驅動器、傳動機構、第一指段、第二指段、近關節軸和遠關節軸；所述驅動器與基座固接；所述驅動器的輸出端與傳動機構的輸入端相連；所述第一指段套接在近關節軸上；所述遠關節軸套設在第一指段中；所述第二指段套接在遠關節軸上；所述近關節軸的中心線與遠關節軸的中心線相互平行；其特征在于：該具有線性平行抓取的連桿齒輪滑槽機器人手指裝置還包括第一傳動輪、第二傳動輪、連桿、第一軸、第二軸、第三軸、第四軸和第五軸；所述第一軸套設在基座中；所述第一傳動輪套接在第一軸上；所述第二軸套設在基座中；所述第二傳動輪套接在第二軸上；所述第一傳動輪與傳動機構的輸出端相連；所述第二傳動輪與傳動機構的輸出端相連；所述第二傳動輪與第一傳動輪的轉動方向相同，所述第二傳動輪與第一傳動輪的轉動速度相同；所述近關節軸套設在第一傳動輪中；所述第三軸套設在第二傳動輪中；所述第四軸套設在第二指段中；所述連桿的一端套接在第三軸上，連桿的另一端套接在第四軸上；所述連桿上設置有滑槽，所述滑槽為直線滑槽；所述第五軸套設在基座中；所述第五軸滑動鑲嵌在滑槽中；設近關節軸、遠關節軸、第一軸、第二軸、第三軸、第四軸和第五軸的中心點分別為A、B、C、D、E、F、G，點E、G、F共線，線段AB和線段EF長度相等，線段AE和線段BF長度相等，線段CD和線段AE長度相等，線段AC和線段DE長度相等，線段DG的長度為線段DE長度的1.5倍，線段AB的長度為線段AC的6倍；點A、B、F、E構成平行四邊形；所述第五軸在滑槽中的滑動方向與線段EF重合；所述近關節軸、遠關節軸、第一軸、第二軸、第三軸、第四軸和第五軸的中心線相互平行。