[发明专利]四连杆平夹自适应机器人手指装置

说明书

技术领域

本发明属于机器人手技术领域，特别涉及一种四连杆平夹自适应机器人手指装置的结构设计。

背景技术

自适应欠驱动机器人手采用少量电机驱动多个自由度关节，由于电机数量少，藏入手掌的电机可以选择更大的功率和体积，出力大，同时纯机械式的反馈系统无需对环境敏感也可以实现稳定抓取，自动适应不同形状尺寸的物体，没有实时电子传感和闭环反馈控制的需求，控制简单方便，降低了制造成本。

在抓取物体时主要有两种抓取方法，一种是捏持，一种是握持。捏持是用末端手指的指尖部分去夹取物体，采用两个点或两个软指面去接触物体，主要针对小尺寸物体或具有对立面的较大物体；握持是用手指的多个指段包络环绕物体来实现多个点的接触，达到更稳定的形状包络抓取。工业夹持器一般采用末端平行的夹持方式，难以具有包络握持功能，不能适应多种形状物体的稳定包络抓取；自适应欠驱动手指可以采用自适应包络物体的方式握持，但是无法实施末端平行夹持抓取，例如，已有的一种欠驱动两关节机器人手指装置(中国发明专利CN101234489A)，包括基座、电机、中部指段、末端指段和平带轮式传动机构等。该装置实现了双关节欠驱动手指弯曲抓取物体的特殊效果，具有自适应性。该欠驱动机械手指装置的不足之处为：手指在未碰触物体前始终呈现伸直状态，抓取方式主要为握持方式，难实现较好的末端平行夹持抓取效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种四连杆平夹自适应机器人手指装置。该装置具有多种抓取模式，既能平动第二指段夹持物体，也能先后转动第一指段和第二指段自适应包络不同形状、大小的物体；抓取范围大；无需复杂的传感和控制系统。

本发明的技术方案如下：

本发明设计的一种四连杆平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴和驱动器；所述驱动器与基座固接；所述近关节轴的中心线与远关节轴的中心线平行；其特征在于：该四连杆平夹自适应机器人手指装置还包括传动机构、拨轮、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一杆轴、第二杆轴、凸块拨盘、第一簧件、第二簧件和限位凸块；所述近关节轴活动套设在基座中；所述远关节轴活动套设在第一指段中；所述第一指段活动套接在近关节轴上；所述第二指段套接在远关节轴上；所述传动机构设置在基座中；所述驱动器的输出轴与传动机构的输入端相连，所述传动机构的输出端与拨轮相连；所述拨轮活动套接在近关节轴上；所述第一连杆的一端活动套接在近关节轴上，第一连杆的另一端活动套接在第一杆轴上；所述第二连杆的一端套接在远关节轴上，第二连杆的另一端活动套接在第二杆轴上，第二连杆与第二指段固接；所述第三连杆的两端分别套接在第一杆轴、第二杆轴上；第一连杆的长度与第二连杆的长度相等，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第一指段四者构成平行四连杆机构；所述凸块拨盘活动套接在近关节轴上，所述凸块拨盘与第一连杆固接；所述凸块拨盘包括拨盘、第一凸块和第二凸块；所述第一凸块、第二凸块分别与拨盘固接；所述限位凸块与基座固接；所述第一凸块与限位凸块相接触或离开一段距离；所述拨轮包括固接的传动凸块；所述第二凸块与传动凸块相接触或离开一段距离；设第一指段靠向物体的转动方向为近关节正方向，第一指段远离物体的转动方向为近关节反方向；在该四连杆平夹自适应机器人手指装置处于初始状态时，第一凸块与限位凸块接触，设此时凸块拨盘相对基座的旋转角度为0度，从该位置开始，凸块拨盘朝近关节正方向旋转时的转动角度为正，凸块拨盘朝近关节反方向旋转时的转动角度为负；所述限位凸块限制凸块拨盘的转动角度只能为正；所述第一簧件的两端分别连接凸块拨盘和基座；在该四连杆平夹自适应机器人手指装置处于初始状态时，所述第二凸块与传动凸块离开一段距离；在拨轮转动范围内，传动凸块会接触到第二凸块；所述第二簧件的两端分别连接拨轮和第一指段。

本发明所述的四连杆平夹自适应机器人手指装置，其特征在于：所述驱动器采用电机、气缸或液压缸。

本发明所述的四连杆平夹自适应机器人手指装置，其特征在于：所述第一簧件采用拉簧、压簧、片簧或扭簧。

本发明所述的四连杆平夹自适应机器人手指装置，其特征在于：所述第二簧件采用拉簧、压簧、片簧或扭簧。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：