[实用新型]齿条式耦合机器人手指装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种拟人机器人手指装置，特别是涉及一种齿条式耦合机器人手指装置。

背景技术

在我们的日常生活和工作学习中，手部对我们来说是极其重要的。和我们类似，机器人手部在其日常工作和生产中也是极重要的。机器人在日常工作过程中使用机械手进行各种动作，完成工作任务。由于机械手存在体积小、结构精巧、出力要求大和控制难度高等特点，目前机械手研发制造领域存在很多热点和难点问题。

已有的一种耦合式两关节机器人手指装置(中国发明专利CN101100064A)，主要包括基座、电机、第一指段、第二指段和“8”字形钢丝绳和滑轮式传动机构。该装置采用一个电机、“8”字形钢丝绳和滑轮式传动机构实现了手指上两个关节的同向1∶1角度的耦合运动。该类耦合抓取式机械手指装置的不足之处为：各关节均以固定比例角度的转动，没有任意比例角度的转动，在抓取物体时一般以捏持方式抓持物体，很难以恰好适应物体表面大小尺寸的方式实现握持抓取方式抓取，完全不具备抓取物体时对不同尺寸物体的自适应性，所以这类手指的抓取效果不好。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种抓取效果良好的耦合机器人手指装置。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型采用的齿条式耦合机器人手指装置，包括基座、电机、减速器、近关节轴、中部指段、远关节轴和末端指段；所述的电机、减速器与基座固接，减速器的输出轴与近关节轴相连，所述的近关节轴套设在基座中，所述的中部指段套接在近关节轴上，所述的远关节轴套设在中部指段中，所述的末端指段套固在远关节轴上，远关节轴和近关节轴平行；所述的齿条式耦合机器人手指装置还包括第一传动机构、第二传动机构和第一簧件。第一传动机构一端与减速器相连，另一端与近关节轴相连；第二传动机构一端与近关节轴相连，另一端与远关节轴相连；第一簧件的两端分别连接近关节轴和中部指段。

第一传动机构包括第一锥齿轮和第二锥齿轮；减速器的输出轴与第一锥齿轮固接，第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，第二锥齿轮套固在近关节轴上。

第二传动机构包括括第一齿轮、第二齿轮和第一齿条；所述的第一齿轮套接在近关节轴上，第一齿轮与基座固接；所述的第二齿轮套接在远关节轴上，所述的第一齿条两端分别与第一齿轮和第二齿轮啮合，令第一齿条与第一齿轮的啮合点为A，第一齿条与第二齿轮的啮合点为B，第一齿轮的中心点为O₁，第二齿轮的中心点为O₂，线段O₁A、AB、BO₂和O₂O₁构成“8”字形，线段AB和O₁O₂相交且交点在O₁O₂上，所述的第一齿条镶嵌在中部指段中。

作为本实用新型的进一步改进，齿条式耦合机器人手指装置还包括第三传动机构、第二簧件和第三簧件。第三传动机构的一端与近关节轴相连，另一端与远关节轴相连；第二簧件的两端分别连接远关节轴和第二齿轮；第三簧件的两端分别连接远关节轴和所述第四齿轮。

第三传动机构包括第三齿轮、第四齿轮和第二齿条；所述的第三齿轮固接在近关节轴上，所述的第四齿轮套接在远关节轴上，所述的第二齿条的两端分别与第三齿轮和第四齿轮啮合，令第二齿条与第三齿轮的啮合点为M，第二齿条与第四齿轮的啮合点为N，第三齿轮的中心点为P，第四齿轮的中心点为Q，线段PM、MN、NQ和QP构成四边形，线段MN和PQ不相交，所述的第二齿条镶嵌在中部指段中。

(三)有益效果

本实用新型的优点在于：该装置无过渡轴，结构简单；传动件无变形，不用预紧，传动过程精确，外形与人的手指相似，适合作为拟人机器人手的手指使用。

附图说明

图1是本实用新型齿条式耦合机器人手指装置的侧视图。

图2是齿条式耦合机器人手指装置的第一齿条的安装示意图。

图3是齿条式耦合机器人手指装置的第二齿条的安装示意图。

图4是齿条式耦合机器人手指装置第一种实施方式的正面剖视图。

图5是齿条式耦合机器人手指装置第二种实施方式的正面剖视图。

图6、图7、图8、图9、图10和图11是齿条式耦合机器人手指装置的抓握物体过程的几个关键位置侧面外观示意图。

具体实施方式