[發(fā)明專利]靈巧手腱繩驅(qū)動單元、驅(qū)動裝置及仿生靈巧手

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210442686.4
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114536317B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瑛璐;王鵬;張?zhí)燔?/a>;郝高明;沈曉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J18/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 沈軍

本發(fā)明提供一種靈巧手腱繩驅(qū)動單元、驅(qū)動裝置及仿生靈巧手，靈巧手腱繩驅(qū)動單元包括腱繩驅(qū)動模塊、腱繩張緊模塊、第一腱繩及第二腱繩；腱繩驅(qū)動模塊包括第一安裝座、驅(qū)動電機(jī)、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、第一測力元件及第二測力元件；第一腱繩的一端繞設(shè)于驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸，另一端依次繞過第一導(dǎo)輪、腱繩張緊模塊，并與仿生靈巧手的關(guān)節(jié)連接；第二腱繩的一端繞設(shè)于驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸，另一端依次經(jīng)過第二導(dǎo)輪、腱繩張緊模塊并與關(guān)節(jié)連接；第一測力元件用于檢測第一腱繩上的張力，第二測力元件用于檢測第二腱繩上的張力。本發(fā)明便于對第一腱繩與第二腱繩的長度進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，以對仿生靈巧手上關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動姿態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定與精細(xì)地控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靈巧手腱繩驅(qū)動單元、驅(qū)動裝置及仿生靈巧手。

背景技術(shù)

隨著人類對自然界的不斷探索，工作空間日益危險復(fù)雜，而傳統(tǒng)的末端機(jī)械手存在通用性差、自由度少及靈活度低等問題，已無法代替人類完成精密復(fù)雜的操作任務(wù)。在機(jī)器人設(shè)計(jì)制造、驅(qū)動控制以及智能感知技術(shù)的不斷發(fā)展下，為實(shí)現(xiàn)精細(xì)化操作，仿生靈巧手應(yīng)運(yùn)而生。在此，為確保仿生靈巧手能夠精細(xì)地完成各種抓握動作，靈巧手驅(qū)動裝置作為仿生靈巧手的關(guān)鍵組成部分，對其設(shè)計(jì)提出了較高的要求。

目前，在控制仿生靈巧手的姿態(tài)的改變時，主要采用腱繩牽引機(jī)構(gòu)來控制改變仿生靈巧手上的關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，但是，現(xiàn)有的腱繩牽引機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，功能單一，并不能較為穩(wěn)定且精細(xì)地控制關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動姿態(tài)，導(dǎo)致影響到對仿生靈巧手的姿態(tài)的精確控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種靈巧手腱繩驅(qū)動單元、驅(qū)動裝置及仿生靈巧手，用以解決或改善現(xiàn)有的腱繩牽引機(jī)構(gòu)難以穩(wěn)定且精細(xì)地對仿生靈巧手上關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動姿態(tài)進(jìn)行控制的問題。

本發(fā)明提供一種靈巧手腱繩驅(qū)動單元，包括：腱繩驅(qū)動模塊、腱繩張緊模塊、第一腱繩及第二腱繩；所述腱繩驅(qū)動模塊與所述腱繩張緊模塊連接；所述腱繩驅(qū)動模塊包括第一安裝座、驅(qū)動電機(jī)、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、第一測力元件及第二測力元件；所述驅(qū)動電機(jī)設(shè)于所述第一安裝座；所述第一導(dǎo)輪與所述第二導(dǎo)輪分別可轉(zhuǎn)動地設(shè)于所述第一安裝座；所述第一腱繩的一端繞設(shè)于所述驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸，另一端在依次繞過所述第一導(dǎo)輪、所述腱繩張緊模塊后，適于與仿生靈巧手的關(guān)節(jié)連接；所述第二腱繩的一端繞設(shè)于所述驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸，另一端在依次經(jīng)過所述第二導(dǎo)輪、所述腱繩張緊模塊后，適于與所述關(guān)節(jié)連接；所述第一測力元件用于檢測所述第一腱繩上的張力，所述第二測力元件用于檢測所述第二腱繩上的張力。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種靈巧手腱繩驅(qū)動單元，所述第一安裝座包括基座、第一側(cè)板及第二側(cè)板；所述第一側(cè)板與所述第二側(cè)板分設(shè)于所述基座的相對側(cè)；所述第一側(cè)板的一端與所述基座連接，另一端與所述第一導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動連接；所述第二側(cè)板的一端與所述基座連接，另一端與所述第二導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動連接；所述第一測力元件與所述第二測力元件分別為板狀的張力傳感器；所述第一測力元件與所述第一側(cè)板貼合并連接為一體；所述第二測力元件與所述第二側(cè)板貼合并連接為一體；其中，所述第一測力元件通過檢測所述第一側(cè)板的形變信息來獲取所述第一腱繩上的張力，所述第二測力元件通過檢測所述第二側(cè)板的形變信息來獲取所述第二腱繩上的張力。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種靈巧手腱繩驅(qū)動單元，所述第一測力元件與所述第一側(cè)板的形狀相同，所述第一測力元件設(shè)于所述第一側(cè)板背離所述第二側(cè)板的一側(cè)面；所述第二測力元件與所述第二側(cè)板的形狀相同，所述第二測力元件設(shè)于所述第二側(cè)板背離所述第一板的一側(cè)面。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種靈巧手腱繩驅(qū)動單元，所述基座包括第一座體與第二座體；所述第一座體與所述第二座體垂直；所述第一側(cè)板與所述第二側(cè)板分設(shè)于所述第一座體的相對側(cè)；所述驅(qū)動電機(jī)與所述第二座體連接，所述驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸位于所述第一側(cè)板與所述第二側(cè)板之間。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種靈巧手腱繩驅(qū)動單元，所述驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動軸包括第一節(jié)段、第二節(jié)段及緊固件；所述第一節(jié)段的一端與所述第二節(jié)段的一端通過所述緊固件連接，所述第二節(jié)段的另一端與所述驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件連接；所述第一腱繩的一端繞設(shè)于所述第一節(jié)段，所述第二腱繩的一端繞設(shè)于所述第二節(jié)段。