[發(fā)明專利]五桿滑槽直線平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010230064.6
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN111360860A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文增;尤強(qiáng)周;王永康;張瑞;劉文彥;郭偉波;楊倩倩;霍雪婷
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)天津高端裝備研究院洛陽先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地
• 主分類號(hào): B25J15/02
• 分類號(hào): B25J15/02;B25J15/08
• 代理公司: 北京中原華和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 賈雙明;壽寧

五桿滑槽直線平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置，屬于機(jī)器人手技術(shù)領(lǐng)域，包括基座、第一指段、第二指段、電機(jī)、滑塊、滑槽、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、兩個(gè)連桿、三個(gè)轉(zhuǎn)軸、簧件和兩個(gè)限位凸塊等。該裝置實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人手指直線平行夾持與自適應(yīng)復(fù)合抓取的功能，該裝置可以平動(dòng)第一指段和第二指段，以平夾捏持方式夾持物體；能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)握持物體，對(duì)不同形狀、尺寸的物體具有自適應(yīng)性；可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部抓取。該裝置在平行夾持階段能夠達(dá)到第二指段末端沿直線精確運(yùn)動(dòng)，從而適應(yīng)在工作臺(tái)面上平行夾持抓取不同尺寸的物體，而無需調(diào)整機(jī)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(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無需復(fù)雜的傳感和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人手技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種五桿滑槽直線平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的具有平夾自適應(yīng)功能的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)平行夾持和自適應(yīng)兩種抓取模式，但是末端呈現(xiàn)圓弧軌跡，使得這種機(jī)器人手在抓取工作臺(tái)面上的不同尺寸物體時(shí)需要不同的手掌位置，雖然利用機(jī)械臂能夠調(diào)整機(jī)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(huì)導(dǎo)致降低工作效率，增加工作時(shí)間的問題。

一種機(jī)器人手裝置(美國發(fā)明專利US2014/0265401A1)采用多個(gè)連桿實(shí)現(xiàn)了平行夾持和自適應(yīng)復(fù)合抓取的功能，其不足在于：該裝置在實(shí)現(xiàn)平行夾持的過程中，第一指段繞近關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生了遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸和第二指段呈圓弧軌跡的平動(dòng)，帶來第二指段末端的位置下降，導(dǎo)致利用該裝置在工作臺(tái)面抓取物體時(shí)，不能適應(yīng)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(diào)整整個(gè)機(jī)器人手(手掌基座)相對(duì)于工作臺(tái)面的位置，這樣就帶來了額外的機(jī)器人臂編程任務(wù)，也需要有調(diào)整機(jī)器人手位置的時(shí)間，不利于機(jī)器人高速抓取與操作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種五桿滑槽直線平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置。該裝置具有多種抓取模式，既能平動(dòng)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(yīng)包絡(luò)物體，對(duì)不同形狀、尺寸的物體具有自適應(yīng)性；該裝置在平行夾持階段能夠達(dá)到第二指段末端沿直線精確運(yùn)動(dòng)，從而適應(yīng)在工作臺(tái)面上平行夾持抓取不同尺寸的物體，而無需調(diào)整機(jī)器人手整體的位置，降低了成本；采用單個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無需復(fù)雜的傳感和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種五桿滑槽直線平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置，包括基座、兩個(gè)第一指段、兩個(gè)第二指段、兩個(gè)遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電機(jī)；所述電機(jī)固定安裝在基座中；兩個(gè)第一指段及兩個(gè)第二指段呈相對(duì)設(shè)置，第i個(gè)遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸活動(dòng)套設(shè)在第i個(gè)第一指段中，第i個(gè)第二指段套接在第i個(gè)遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上；所述電機(jī)的輸出軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端相連；該五桿滑槽直線平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置還包括兩個(gè)滑塊、兩個(gè)第一連桿、兩個(gè)第二連桿、兩個(gè)第一轉(zhuǎn)軸、兩個(gè)第二轉(zhuǎn)軸、兩個(gè)第三轉(zhuǎn)軸、兩個(gè)簧件、兩個(gè)第一限位凸塊和兩個(gè)第二限位凸塊；所述基座上設(shè)有固定的滑槽，兩個(gè)滑塊滑動(dòng)鑲嵌在滑槽中且所述滑塊的滑動(dòng)方向與所述遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸的中心線垂直；第i個(gè)第一指段的端部與第i個(gè)滑塊固接，兩個(gè)第一指段的滑動(dòng)方向相反；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與兩個(gè)第一連桿相連；第i個(gè)第一轉(zhuǎn)軸套設(shè)在基座中，第i個(gè)第一連桿的一端套接在第i個(gè)第一轉(zhuǎn)軸上、另一端套接在第i個(gè)第二轉(zhuǎn)軸上，第i個(gè)第二連桿的一端套接在第i個(gè)第二轉(zhuǎn)軸上、另一端套接在第i個(gè)第三轉(zhuǎn)軸上；第i個(gè)簧件的兩端分別連接第i個(gè)第一指段、第i個(gè)第二指段；第i個(gè)第一限位凸塊與第i個(gè)第一指段固接，第i個(gè)第二限位凸塊與第i個(gè)第二指段固接，初始狀態(tài)時(shí)在第i個(gè)簧件的彈力下第i個(gè)第一限位凸塊與第i個(gè)第二限位凸塊相接觸；第i個(gè)第二指段的一端套接在第i個(gè)第三轉(zhuǎn)軸上；所述第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸、第三轉(zhuǎn)軸和遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸的中心線互相平行；其中，i＝1,2。