[发明专利]一种拟人腕指混联机构

说明书

一种拟人腕指混联机构，其包括并联手腕机构和与其连接的五个结构相同的手指机构，并联手腕机构包括小臂架、三个移动副‑球副‑球副型驱动支链、中间球铰约束和手掌架，并联手腕机构驱动手掌架相对小臂架实现球铰三转动；手指机构包括指驱动装置、指座、三个连杆、指架、摆指和滑杆，五个指座与手掌架按拟人腕指连接位置固连，指驱动装置包括指电机、指丝杠、指丝母、导杆、滑套和弹簧，指丝母被驱动下移时，通过弹簧、滑块、三个连杆、指架和滑杆带动摆指柔性抓取摆动；指丝母被驱动上移时，通过滑块、三个连杆、指架和滑杆带动摆指复位摆动。本发明结构简单紧凑，驱动力大，既可实现手掌架带动五个手指相对小臂架作拟人手腕三转动，又可实现每个手指拟人三转动。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种拟人腕指混联机构。

背景技术

机器人的手部是指安装于机器人手臂末端，直接作用于工作对象的装置。工业机器人所要完成的各种操作，最终都必须通过手部来得以实现；同时手部的结构、重量、尺寸对于机器人整体的运动学和动力学性能，又有着直接的、显著的影响。手指设计是机器人手部设计中一个重要的环节，随着机器人技术的发展，出现了多种形式的机器人手指。手指一般常采用刚性的，抓取面按物体外形包络线形成凹陷或v形槽。多数的机械手部只有两个手指，有时也使用像三爪卡盘式的三指结构，另外还有利用连杆机构使手指形状随手指开闭动作发生一定变化的手部。目前在手指机构方面，手指通常多绳牵引驱动机构，这类机构控制复杂，运动精度较低，手指抓取力较低。为了提高手指运动精度和抓取力，人们力求用刚性机构取代多绳牵引驱动机构。公开号为CN102922532B的专利公开了连杆式协同驱动机器人手指装置、公开号为CN103358315B的专利公开了全转动关节连杆式欠驱动机器人手指机构、公开号为CN102935642B的专利公开了连杆键槽式耦合欠驱动双关节机器人手指装置、公开号为CN102717394B的专利公开了锥齿轮耦合式灵巧机器人手指装置、公开号为CN102717393B的专利公开了连杆耦合式灵巧机器人手指装置，上述手指装置主要是模拟人的5个手指运动特性构造成的，结构相对复杂，驱动数较多，驱动力较小，控制难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、驱动力大、控制简单、拆装容易的拟人腕指混联机构。

本发明包括并联手腕机构和与其连接的五个结构相同的手指机构。所述并联手腕机构包括小臂架、三个结构相同的PSS型(移动副-球副-球副型)驱动支链、中间球铰和手掌架，PSS型驱动支链包括电机、丝杠、丝母套和直杆，手掌架与小臂架上端中点球副联接，三个PSS型驱动支链在手掌架与小臂架上端呈圆周布置，小臂架呈圆柱形，其上设有三个平行轴线的圆周均布通孔；丝杠下端与小臂架下端通孔转动联接，电机与小臂架下端轴向固连，电机轴与丝杠同轴键连接，丝杠与丝母套开口端螺纹联接，丝母套外圆柱与小臂架上端通孔滑动键配合，丝母套闭口端与直杆的一端球副联接，直杆的另一端与手掌架球副联接，并联手腕机构驱动手掌架相对小臂架实现球铰三转；