[發明專利]一種靈巧手指和機械夾爪

有效

• 申請號: 202110557672.2
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN112976035B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 謝雄敦;溫志慶;李偉
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02;B25J17/02
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;黃家豪

本發明提供了一種靈巧手指和機械夾爪；靈巧手指包括手指本體；還包括指根關節，所述指根關節包括：兩個同軸設置的第一錐齒輪，兩個分別用于驅動兩個所述第一錐齒輪轉動的第一電機，擺架，兩個第二錐齒輪和第二電機；第二錐齒輪同軸設置且與兩個第一錐齒輪嚙合；其中一個第二錐齒輪與擺架固定連接，另一個第二錐齒輪與擺架轉動連接；第二電機用于驅動手指本體轉動；第一錐齒輪的中軸線、第二錐齒輪的中軸線和第二電機的轉軸軸線兩兩垂直地相交于同一點；機械夾爪包括所述靈巧手指；該靈巧手指和機械夾爪的靈活性好，可在指根位置固定的情況下保持指尖全向垂直接觸被操作物體，有利于實現被操作物體在手內自由定向和平移。

技術領域

本發明涉及機械夾爪技術領域，尤其涉及一種靈巧手指和機械夾爪。

背景技術

現有的仿生機械手指,如圖7所示，一般包括多個指節1’， 任意兩個相鄰的指節1’之間以及指根處均設置有一個手指關節2’，其中，所有手指關節2’的轉動軸向是平行的，在手指根部位置固定的情況下，機械手指只能在同一平面內彎曲擺動，靈活性較差，使用該機械手指制成的機械夾爪一般只能實現簡單的抓握動作，而無法實現夾取物體后使物體在手內旋轉定向。為了實現夾取物體后使物體在手內旋轉定向，一般會采用如圖8所示的結構，把多個機械手指3’設置在一個轉動機構4’上，由轉動機構4’帶動機械手指3’整體地繞一個中軸線轉動，從而由多個機械手指3’負責夾取物體，由轉動機構4’驅動所有機械手指3’轉動以帶動物體在手內旋轉定向。然而這種轉動機構4’需要占用較大的安裝空間，適用范圍受限。若僅依靠控制機械手指本身的手指關節的轉動就能夠實現被夾取物體在機械夾爪中的手內旋轉定向，則有利于降低機械夾爪的安裝空間，提高適用范圍。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本申請實施例的目的在于提供一種靈巧手指和機械夾爪，該靈巧手指的靈活性好，有利于使機械夾爪僅依靠靈巧手指本身的關節轉動來實現被夾取物體在手內旋轉定向。

第一方面，本申請實施例提供一種靈巧手指，包括手指本體，所述手指本體包括多個指節，任意兩個相鄰的指節之間設置有一個第一關節；還包括指根關節，所述指根關節包括：

兩個第一錐齒輪，同軸相對設置；

兩個第一電機，分別與兩個所述第一錐齒輪連接，并分別用于驅動兩個所述第一錐齒輪轉動；

擺架，其下端設置有兩個第二錐齒輪，兩個所述第二錐齒輪同軸相對設置，且均與兩個所述第一錐齒輪嚙合；其中一個第二錐齒輪與所述擺架固定連接，另一個第二錐齒輪與所述擺架轉動連接；

第二電機，設置在所述擺架上并與所述手指本體連接；所述第二電機用于驅動所述手指本體轉動；

所述第一錐齒輪的中軸線、所述第二錐齒輪的中軸線和所述第二電機的轉軸軸線兩兩垂直地相交于同一點；所述第一關節的轉動軸向與所述第二電機的轉軸軸線成一夾角。

本申請實施例的靈巧手指，指根關節采用了差速嚙合結構，可帶動擺架向任意方向擺動，從而帶動手指本體整體向任意方向擺動，提高了靈巧手指的靈活性，在此基礎上，通過第二電機可進一步實現手指本體的整體轉動，從而進一步提高了靈巧手指的靈活性；具有多個該靈巧手指的機械夾爪，即使指根關節的位置固定，也能夠通過僅依靠靈巧手指本身的關節轉動來實現被夾取物體在手內旋轉定向，從而有利于降低機械夾爪的安裝空間，提高適用范圍。

優選地，所述第一關節的轉動軸向與所述第二電機的轉軸垂直。

優選地，所述手指本體包括三個所述指節和兩個所述第一關節，所述第二電機與其中一端的指節連接。

優選地，所述手指本體上設置有兩個相互平行的連接端板，所述第二電機的轉軸兩端分別與兩個所述連接端板連接。