[發明專利]五桿滑槽直線平夾自適應機器人手指裝置

在審

• 申請號: 202010230064.6
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111360860A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張文增;尤強周;王永康;張瑞;劉文彥;郭偉波;楊倩倩;霍雪婷
• 申請（專利權）人: 清華大學天津高端裝備研究院洛陽先進制造產業研發基地
• 主分類號: B25J15/02
• 分類號: B25J15/02;B25J15/08
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 賈雙明;壽寧

五桿滑槽直線平夾自適應機器人手指裝置，屬于機器人手技術領域，包括基座、第一指段、第二指段、電機、滑塊、滑槽、遠關節軸、兩個連桿、三個轉軸、簧件和兩個限位凸塊等。該裝置實現了機器人手指直線平行夾持與自適應復合抓取的功能，該裝置可以平動第一指段和第二指段，以平夾捏持方式夾持物體；能夠實現自適應握持物體，對不同形狀、尺寸的物體具有自適應性；可以實現內部抓取。該裝置在平行夾持階段能夠達到第二指段末端沿直線精確運動，從而適應在工作臺面上平行夾持抓取不同尺寸的物體，而無需調整機器人手整體的位置，降低了成本。該裝置抓取范圍廣，僅采用單個電機驅動，無需復雜的傳感和實時控制系統。

技術領域

本發明屬于機器人手技術領域，特別涉及一種五桿滑槽直線平夾自適應機器人手指裝置的結構設計。

背景技術

傳統的具有平夾自適應功能的欠驅動機器人手優點是能夠實現平行夾持和自適應兩種抓取模式，但是末端呈現圓弧軌跡，使得這種機器人手在抓取工作臺面上的不同尺寸物體時需要不同的手掌位置，雖然利用機械臂能夠調整機器人手的整體位置，但是在高速抓取和操作中，這是不利的，會導致降低工作效率，增加工作時間的問題。

一種機器人手裝置(美國發明專利US2014/0265401A1)采用多個連桿實現了平行夾持和自適應復合抓取的功能，其不足在于：該裝置在實現平行夾持的過程中，第一指段繞近關節軸轉動，產生了遠關節軸和第二指段呈圓弧軌跡的平動，帶來第二指段末端的位置下降，導致利用該裝置在工作臺面抓取物體時，不能適應尺寸變化較大的物體。如果抓取不同尺寸的物體需要重新調整整個機器人手(手掌基座)相對于工作臺面的位置，這樣就帶來了額外的機器人臂編程任務，也需要有調整機器人手位置的時間，不利于機器人高速抓取與操作。

發明內容

本發明的目的是為了克服已有技術的不足之處，提供一種五桿滑槽直線平夾自適應機器人手指裝置。該裝置具有多種抓取模式，既能平動手指用平夾捏持方式夾持物體，也能在第一指段接觸物體后彎曲第二指段去自適應包絡物體，對不同形狀、尺寸的物體具有自適應性；該裝置在平行夾持階段能夠達到第二指段末端沿直線精確運動，從而適應在工作臺面上平行夾持抓取不同尺寸的物體，而無需調整機器人手整體的位置，降低了成本；采用單個電機驅動，無需復雜的傳感和實時控制系統。

本發明的目的是采用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種五桿滑槽直線平夾自適應機器人手指裝置，包括基座、兩個第一指段、兩個第二指段、兩個遠關節軸、傳動機構和電機；所述電機固定安裝在基座中；兩個第一指段及兩個第二指段呈相對設置，第i個遠關節軸活動套設在第i個第一指段中，第i個第二指段套接在第i個遠關節軸上；所述電機的輸出軸與傳動機構的輸入端相連；該五桿滑槽直線平夾自適應機器人手指裝置還包括兩個滑塊、兩個第一連桿、兩個第二連桿、兩個第一轉軸、兩個第二轉軸、兩個第三轉軸、兩個簧件、兩個第一限位凸塊和兩個第二限位凸塊；所述基座上設有固定的滑槽，兩個滑塊滑動鑲嵌在滑槽中且所述滑塊的滑動方向與所述遠關節軸的中心線垂直；第i個第一指段的端部與第i個滑塊固接，兩個第一指段的滑動方向相反；所述傳動機構的輸出端與兩個第一連桿相連；第i個第一轉軸套設在基座中，第i個第一連桿的一端套接在第i個第一轉軸上、另一端套接在第i個第二轉軸上，第i個第二連桿的一端套接在第i個第二轉軸上、另一端套接在第i個第三轉軸上；第i個簧件的兩端分別連接第i個第一指段、第i個第二指段；第i個第一限位凸塊與第i個第一指段固接，第i個第二限位凸塊與第i個第二指段固接，初始狀態時在第i個簧件的彈力下第i個第一限位凸塊與第i個第二限位凸塊相接觸；第i個第二指段的一端套接在第i個第三轉軸上；所述第一轉軸、第二轉軸、第三轉軸和遠關節軸的中心線互相平行；其中，i＝1,2。