[实用新型]凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置

权利要求书

1.一种凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，包括电机、减速器、手掌和至少两个手指，所述手掌为中空状的框架结构；所述电机固接于手掌中，电机的输出轴与减速器的输入轴相连；所述每个手指包括一根腱绳、n个指段、n个关节轴、n个绳轮和n个扭簧，其中，n至少为2，各手指的指段数量相同或不同；在每个手指中，所有关节轴两两相互平行，第1个关节轴活动套设于手掌中，第1个指段活动套接在第1个关节轴上，第i个关节轴活动套设于第i-1个指段中，第i个指段活动套接在第i个关节轴上，其中，i为2至n中的整数，其特征在于：该凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置还包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、不完全沟槽凸轮、凸轮轴、下挂钩和活动板；所述第一锥齿轮固定套接在减速器的输出轴上，所述第二锥齿轮固定套接在凸轮轴上，第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合；所述凸轮轴活动套设在手掌中；所述不完全沟槽凸轮固定套接在凸轮轴上；所述下挂钩的一端与不完全沟槽凸轮的沟槽相配合，下挂钩的另一端固定安装在活动板上；在每个手指中，第j个绳轮活动套接在第j个关节轴上，其中，j为1至n中的整数；在每个手指中，第1个扭簧套在第1个关节轴上，第1个扭簧的两端分别连接手掌和第1个指段，第k个扭簧套在第k个关节轴上，第k个扭簧的两端分别连接第k-1个指段和第k个指段，其中，k为2至n中的整数；当扭簧松弛时，手指呈弯曲抓紧状态；在每个手指中，所述腱绳的一端与活动板直接固接或者穿过活动板与第1个指段固接，所述腱绳依次缠绕经过第1个绳轮、穿过第1个指段，依次缠绕经过第2个绳轮、穿过第2个指段……，依次缠绕经过第m个绳轮、穿过第m个指段……，依次缠绕经过第n个绳轮、穿过第n个指段，腱绳的另一端与第n个指段固接，其中，m为从1到n的整数。

2.如权利要求1所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，其特征在于，还包括q个活动板上挂钩、q个手指挂钩；所述上挂钩均分别固定安装在活动板上；所述手指挂钩均分别固定安装在手指的第1个指段上；所述腱绳的一端与第1个指段挂钩固接，依次穿过第1个活动板上挂钩、穿过第2个手指挂钩……穿过第p-1个活动板上挂钩、穿过第p个手指挂钩……穿过第q个活动板上挂钩、穿过第1个指段，依次缠绕经过第2个绳轮、穿过第2个指段……，依次缠绕经过第m个绳轮、穿过第m个指段……，依次缠绕经过第n个绳轮、穿过第n个指段，腱绳的另一端与第n个指段固接；其中，n为手指的指段数量，m为从1到n的整数，q为正整数，p为从1到q的整数。

3.如权利要求1或2所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，其特征在于，还包括控制系统，该控制系统包括电机驱动模块、控制模块、第一传感器和第二传感器；所述第一传感器和第二传感器安装在手掌或手指中，第一传感器和第二传感器分别通过信号线与控制模块输入端相连，第一传感器检测手指打开状态并反馈给控制模块；第二传感器检测物体到位状态并反馈给控制模块；所述控制模块的输出端通过信号线和电机驱动模块与电机相连。

4.如权利要求3所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，其特征在于：所述第一传感器采用角位移传感器、直线位移传感器、压力传感器和接近传感器中的一种或多种的组合。

5.如权利要求3所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，其特征在于：所述第二传感器采用角位移传感器、直线位移传感器、压力传感器和接近传感器中的一种或两种的组合。

6.如权利要求3所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，其特征在于：所述控制模块采用PLC、单片机、DSP或计算机。

7.如权利要求3所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，其特征在于：还包括抓取按钮和张开按钮；所述抓取按钮和张开按钮分别与控制模块的输入端相连。

8.如权利要求3所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，其特征在于：还包括编码器，所述编码器与控制模块相连。

9.如权利要求1或2所述的凸轮式快速抓取欠驱动机器人手装置，其特征在于：所述的手指有5个，包括拇指、食指、中指、无名指和小指，所述拇指包括2个指段和2个关节轴；所述食指、中指、无名指和小指结构相同，均包括3个指段和3个关节轴。