[發明專利]一種欠驅動式機器人靈巧手手指

有效

• 申請號: 202010881035.6
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111872963B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 馬書根;賴家鑫;袁建軍;鮑晟;賈文川
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 趙天真

一種欠驅動式機器人靈巧手手指，屬于機器人自動化設備技術領域，解決了現有機器人靈巧手存在的控制系統復雜、制造成本高、手指的力量比較生硬、易抓壞易碎物體等技術問題。本發明的技術方案為：一種欠驅動式機器人靈巧手手指，其中：包括驅動件、牽引條、遠離掌心的第一指節、與第一指節通過轉軸Ⅰ連接的第二指節、與第二指節通過轉軸Ⅱ連接的第三指節和與第三指節通過轉軸Ⅲ連接的基座；所述牽引條一端與驅動件連接，所述牽引條另一端與銷軸固定連接。與現有技術相比，本發明具有結構簡單、操作安全、控制方便等優點。

技術領域

本發明屬于機器人自動化設備技術領域，具體涉及的是一種欠驅動式機器人靈巧手手指。

背景技術

隨著科技的發展，機器人的應用范圍不斷擴大，作業水平不斷提高。越來越多的應用場景要求機器人的末端執行器能夠實現更加復雜和智能的操作，對其靈活性提出了較高要求。傳統的機器人的末端執行器是根據特定的工作任務而設計的，自由度少，只能對特定的某些物體進行抓取，不具有通用性，極大限制了其應用范圍。機器人靈巧手和人手相似，具有靈巧性、穩定性好，通用性強等優點，能夠完成更精細的動作，適應更復雜的場景，成為機器人領域一個熱門的研究方向之一。

機器人靈巧手按照驅動方式可以分為全驅式和欠驅式。若要給手指的每個關節配置一個電機驅動，并進行單獨的控制，這會導致控制系統的復雜性上升；大量的控制器件也使得機械手的重量、體積增大，制造成本的大幅增加。若對每個手指進行欠驅動，用一個電機驅動多個關節的轉動，可以對此問題得到有效改善，但是這種驅動方式無法控制手指的彎曲程度，會使手指的力量變得比較生硬，很容易抓壞易碎物體，同時抓取較硬物體時會有掉落危險。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種欠驅動式機器人靈巧手手指，解決現有機器人靈巧手存在的控制系統復雜、制造成本高、手指的力量比較生硬、易抓壞易碎物體等技術問題。

為了解決上述問題，本發明的技術方案為：一種欠驅動式機器人靈巧手手指，其中：包括驅動件、牽引條、遠離掌心的第一指節、與第一指節通過轉軸Ⅰ連接的第二指節、與第二指節通過轉軸Ⅱ連接的第三指節和與第三指節通過轉軸Ⅲ連接的基座；

所述第一指節、第二指節、第三指節和基座的腔體相互連通；所述轉軸Ⅰ與第一指節轉動連接，轉軸Ⅰ與第二指節過盈連接；所述轉軸Ⅱ與第二指節轉動連接，轉軸Ⅱ與第三指節過盈連接；所述轉軸Ⅲ與第三指節轉動連接，轉軸Ⅱ與基座過盈連接；所述第一指節、第二指節、第三指節和基座底部靠近轉軸Ⅰ、轉軸Ⅱ和轉軸Ⅲ的位置處均設置有限位口；

所述第一指節內腔遠離轉軸Ⅰ一端底部設有銷軸，所述第一指節內腔下部設有與第一指節腔體底部相平行的限位板Ⅰ，所述第二指節內腔下部設有與第二指節腔體底部相平行的限位板Ⅱ，第三指節內腔下部設有與第三指節腔體底部相平行的限位板Ⅲ，基座內腔下部設有與基座腔體底部相平行的限位板Ⅳ；

所述牽引條一端與驅動件連接，所述牽引條另一端依次穿過基座腔體底部與限位板Ⅳ之間的通道、第三指節腔體底部與限位板Ⅲ之間的通道、第二指節腔體底部與限位板Ⅱ之間的通道、第一指節腔體底部與限位板Ⅰ之間的通道后與銷軸固定連接；所述轉軸Ⅰ、轉軸Ⅱ和轉軸Ⅲ均設在牽引條上方；

所述第一指節、第二指節、第三指節和基座底面中部均設有力傳感器，所述轉軸Ⅰ、轉軸Ⅱ和轉軸Ⅲ位置處均安裝有編碼器。

進一步，所述第一指節、第二指節、第三指節和基座的外殼均由左右兩部分拼接而成，所述銷軸、限位板Ⅰ分別固定于第一指節左側外殼上，所述限位板Ⅱ固定于第二指節左側外殼上，所述限位板Ⅲ固定于第三指節左側外殼上，所述限位板Ⅳ固定于基座左側外殼上。

進一步，所述轉軸Ⅰ位置處安裝的編碼器的內襯套與轉軸Ⅰ過盈連接、讀頭固定安裝在第一指節上；所述轉軸Ⅱ位置處安裝的編碼器的內襯套與轉軸Ⅱ過盈連接、讀頭固定安裝在第二指節上；所述轉軸Ⅲ位置處安裝的編碼器的內襯套與轉軸Ⅲ過盈連接、讀頭固定安裝在第三指節上。