[發明專利]一種基于變胞原理的可變剛度的欠驅動仿生機械手

在審

• 申請號: 201910084183.2
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109807915A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 李小彭;曹偉龍;李凡杰;孫猛杰;郭亞靜;張姍
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明屬于機器人技術領域，尤其涉及一種基于變胞原理的可變剛度的欠驅動仿生機械手。該機械手，包括手指部分、手掌部分、驅動單元和傳動單元；所述手指部分包括大拇指、食指、中指、無名指和小拇指，所述大拇指、食指、中指、無名指和小拇指具有相同結構，均包括指根部分、中指部分、小指部分和指尖部分，所述指根部分、中指部分、小指部分和指尖部分依次連接；所述手指部分與手掌部分固定連接；所述手掌部分與驅動單元通過傳動單元滾動連接。該機械手的結構緊湊、控制簡單、驅動單元少且成本較低。同時，該機械手能與被抓取物體進行柔性接觸，自動適應被抓物體的表面形狀，進而實現可靠且穩定性強的抓取工作。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，尤其涉及一種基于變胞原理的可變剛度的欠驅動仿生機械手。

背景技術

伴隨著社會進步和智能科技發展，機器人技術作為高尖端技術的一個重要分支，日益引起了全世界的關注，在自動化生產、航天和海洋勘探、國防建設和人民生活等眾多領域得到了應用及發展。

機器人作業環境和執行任務的精細及復雜化程度也變得越來越高，一般的機器人以及與其配置的末端夾持裝置已遠遠不能滿足航天作業、深海作業、核工業技術以及其他柔性生產線上各種靈巧和精細操作任務的要求，人們期待將一種通用的、智能化的、能適應各種復雜工作需要的末端操作裝置與機器人組裝起來，協調完成各種復雜和精巧的工作任務。在這種背景下，仿人機械手的研制成為機器人研究領域的熱門研究方向之一。

為了增強仿人機械手的擬人化，要為機械手設計較多的關節自由度，而為了減輕對機械手的控制難度，以及減小機械手的體積、重量，需要減少驅動器數目，這兩者有一定的矛盾。在仿人機械手的研究和應用中，一般都采用串聯若干關節的辦法來構造機械手的手指，并為每個自由度都設置一個驅動和傳感器，導致驅動元件過多，控制復雜，降低了機械手的靈活性和可控性，同時還增加了機械手的幵發成本。

另外，目前被研制出的一些欠驅動機械手的手指部分為剛性結構，既不能適應被抓物體的表面形狀、尺寸不一致，又不能滿足接觸力不損壞且可靠抓持復雜物體的特殊性要求，同時還會對被抓持物體產生較大沖擊。

發明內容

(一)要解決的技術問題

針對現有存在的技術問題，本發明提供一種基于變胞原理的可變剛度的欠驅動仿生機械手，該機械手的結構緊湊、控制簡單、驅動單元少且成本較低。同時，該機械手能與被抓取物體進行柔性接觸，自動適應被抓物體的表面形狀，進而實現可靠且穩定性強的抓取工作。

(二)技術方案

本發明提供一種基于變胞原理的可變剛度的欠驅動仿生機械手，包括手指部分、手掌部分、驅動單元和傳動單元；

所述手指部分包括大拇指29、食指28、中指27、無名指26和小拇指25，所述大拇指29、食指28、中指27、無名指26和小拇指25具有相同結構，均包括指根部分21、中指部分22、小指部分23和指尖部分24，所述指根部分21、中指部分22、小指部分23和指尖部分24依次連接；

所述手指部分與手掌部分固定連接；

所述手掌部分與驅動單元通過傳動單元滾動連接。

進一步地，所述驅動單元包括驅動動力源和驅動動力源固定板，所述驅動動力源固定在驅動動力源固定板上，并與傳動單元連接。

進一步地，所述傳動單元包括聯軸器、絲杠4和直線移動光軸5；

聯軸器的一端與絲杠4連接，另一端與所述驅動動力源連接；

直線移動光軸5一端與所述驅動動力源固定板固定連接，另一端與所述手掌部分固定連接。

進一步地，所述傳動單元還包括直線移動滑環6和指根筋連桿驅動塊20；