[发明专利]快速包络抓取平夹自适应机器人手指装置

说明书

快速包络抓取平夹自适应机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括基座、驱动器、两个指段、两个关节轴、多个齿轮、中间传动机构、柔性传动件、滑块、限位盘、簧件和限位盘等。该装置实现了双关节机器人手指平行夹持及自适应抓取的功能。根据目标物体形状和位置的不同，该装置自动采用平夹或自适应包络模式抓取。该装置既能末端平行夹持物体；也能用两个指段自适应包络不同形状、大小的物体，抓取稳定。该装置在自适应抓取时第二指段响应快速，抓取效率高；抓取范围大；采用欠驱动的方式，利用一个驱动器驱动两个关节，无需复杂的传感和控制系统；结构紧凑、体积小，制造和维护成本低，适用于机器人手。

技术领域

本发明属于机器人手技术领域，特别涉及一种快速包络抓取平夹自适应机器人手指装置的设计。

背景技术

目前已经开发出的平夹自适应欠驱动机器人手，采用少量驱动器驱动多个自由度关节，驱动器数量少，具有平夹抓取功能，同时增加对物体包络的抓取效果，扩大了抓取范围，提高了抓取稳定性，自动适应不同形状尺寸的物体，没有实时传感和闭环反馈控制，简单方便。

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。

已有的一种具有双关节的五连杆欠驱动手指装置(美国专利US8973958B2)，包括基座、电机、两个指段、两个连杆、限位块和簧件等。该装置根据物体的位置实现平行夹持或自适应包络握持的功能。平夹阶段保持第二指段相对于基座不变的竖直的姿态，近关节转动，第二指段接触到物体时完成平夹；自适应抓取阶段开始时保持第二指段保持竖直的姿态，近关节转动，当第一指段接触物体时，电机继续驱动打开限位，簧件变形，第二指段再进行自适应包络抓取物体。另一种柔性件齿轮平夹自适应机器人手指装置(专利CN201610152554.2)被设计出来，能够实现平夹与自适应复合抓取的功能，采用了齿轮传动机构和柔性传动件作为传动零部件。包括上述两种手指的现有平夹自适应机器人手指均存在无法快速响应，快速抓取运动中的物体，这一点在第一指段转动较大角度后更为明显。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种快速包络抓取平夹自适应机器人手指装置。该装置具有两种抓取模式，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；自适应抓取动作迅速，实现快速高效抓取；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：