[實用新型]一種便于測量仿人靈巧手指指尖應力的裝置

有效

• 申請號: 201822147436.X
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN209615545U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 盧笑雨;康榮杰;劉金國;唐昭;戴建生
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J19/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張金亭

本實用新型公開了一種便于測量仿人靈巧手指指尖應力的裝置，包括欠驅動仿人手指和應變測量裝置，欠驅動仿人手指設有上指節和與其分別通過轉動副連接的左指節、右指節和指節連桿，左指節和右指節關于指節連桿對稱布置；在指節連桿或左指節或右指節上安裝有一個應變片傳感器。本實用新型基于反平行四邊形機構，將機器人靈巧手指尖正反面受到的應力的變化轉化為連桿機構中某一個連桿應變的變化，只需要一個應變片傳感器即可測量出構件伸縮兩種應變，對應機器人靈巧手指尖正反兩個方向的指尖力。同時手指的連桿機構采用對稱結構，減少了手指正反面受壓時中指節連桿受的橫向剪應力產生的應變，提高了測量的精確度。

技術領域

本實用新型涉及機器人手技術領域，特別是一種便于測量仿人靈巧手指指尖應力的裝置。

背景技術

機器人靈巧手已經成為機器人領域的一個重要研究方向，自20世紀80年代起，各國研究人員相繼發明很多具有代表性的靈巧手。機器人靈巧手相對于簡單的末端操作器，能進行更精細、更復雜的操作，并且具有優秀的感知能力。廣泛應用于服務機器人、遙控操作、遠程醫療等領域。

機器人靈巧手手指的驅動方式分為完全驅動和欠驅動，完全驅動手指自由度多但成本高，內部結構復雜。欠驅動手指因為其更易于操控，成本更低故而在實際應用中更為普遍。

仿人靈巧手能夠像人手一樣靈活抓取物體，指尖力的反饋十分重要。目前機器人指尖力反饋的常見方式是在手指指尖處裝壓力傳感器。一個傳感器只能獲得一個方向的壓力。若想要獲得指尖正反向的壓力，則需要在手指指尖的正反面各安裝一個壓力傳感器。若想同時獲得指尖截平面上四個方向的力則需要在指尖的四個側面各安裝一個壓力傳感器。這種獲取指尖力的方法成本較高，安裝復雜。

發明內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種便于測量仿人靈巧手指指尖應力的裝置，該裝置能夠較為方便地測量仿人機器人靈巧手在抓取物體時指尖受到的作用力。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種便于測量仿人靈巧手指指尖應力的裝置，包括欠驅動仿人手指和應變測量裝置，所述應變測量裝置設有應變片傳感器和與其連接的信號接收器，所述欠驅動仿人手指設有上指節和與其分別通過轉動副連接的左指節、右指節和指節連桿，所述左指節和所述右指節關于所述指節連桿對稱布置；在所述指節連桿或所述左指節或所述右指節上安裝有一個所述應變片傳感器。

在上述方案的基礎上，本實用新型還做了如下改進：

在所述指節連桿的中間位置或所述左指節的中間位置或所述右指節的中間位置安裝有一個所述應變片傳感器。

所述左指節為左中指節，所述右指節為右中指節，所述指節連桿為中指節連桿，所述左中指節的下端和所述右中指節的下端分別通過轉動副與下指節連桿的上端、左下指節的上端和右下指節的上端連接，所述中指節連桿的下端與所述右下指節的上端和所述左下指節的上端分別通過轉動副連接，所述下指節連桿的下端、所述右下指節的下端和所述左下指節的下端分別通過轉動副與基座連接，所述右下指節和所述左下指節關于所述下指節連桿對稱布置。

所述左指節為左下指節，所述右指節為右下指節，所述指節連桿為下指節連桿，所述下指節連桿的下端、所述右下指節的下端和所述左下指節的下端分別通過轉動副與基座連接。

本實用新型具有的優點和積極效果是：基于反平行四邊形機構，將機器人靈巧手指尖正反面受到的應力的變化轉化為連桿機構中某一個連桿應變的變化，只需要一個應變片傳感器即可測量出構件伸縮兩種應變，對應機器人靈巧手指尖正反兩個方向的指尖力。同時手指的連桿機構采用對稱結構，減少了手指正反面受壓時中指節連桿受的橫向剪應力產生的應變，提高了測量的精確度，并且提高了手指的可靠性。相對于傳統方法，將使用傳感器的個數縮小了一半，節約了成本，簡化了安裝。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；