[发明专利]一种平夹自适应三指欠驱动机器人手

说明书

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种平夹自适应三指欠驱动机器人手。该手具有6个自由度，由底座和3个欠驱动手指组成。3个欠驱动手指包括第一指、第二指和第三指，三指呈三角形分布安装在底座中，通过螺钉与底座固定连接在一起。3个欠驱动手指结构尺寸完全相同，均利用驱动器、齿轮传动机构、连杆机构、齿轮齿条机构传动，实现一个电机控制手指的两个关节。该手可对不同形状尺寸的物体实现平行夹持和自适应包络的复合抓取模式，结构紧凑，集成度高，制造维修成本低，抓取范围大，可用作智能机器人的末端执行器。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种平夹自适应欠驱动机器人手的结构设计。

背景技术

随着社会进步和科技发展，机器人技术在人们日常生活中的应用越来越广泛。机器人手作为机器人与外界接触并完成任务的执行部件，其性能直接影响到机器人抓取物体的执行效果和工作效率。多指灵巧手每个自由度均配备一个驱动器，传感器丰富，功能强大，但其结构复杂，质量和体积都比较大，控制困难，降低了机械手的灵活性和可控性，同时还增加了机械手的开发成本。

欠驱动机器人手可以克服多指灵巧手的一些不足，可利用较少的电机驱动较多的自由度关节，同时纯机械式的反馈系统无需复杂的传感器实时反馈也可以实现稳定抓取。欠驱动机器人手因体积小、重量轻、控制简单、制造与维护成本低等特点，越来越得到人们的重视。

机器人手抓取物体主要分为捏持和握持两种方式，捏持是用末端指尖夹取物体，而握持是用手指的多个指段包络物体。现实中需要一个既能平行夹持物体，又能自适应包络物体的机器人手，以满足人们日常生活的需要。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的不足之处，提供一种平夹自适应三指欠驱动机器人手。该手可以安装在机械臂上，配合机械臂实施物体的抓取动作，实现对物体平行夹持和自适应包络的复合功能。该手结构简单，制造和维护成本低，抓取范围大，可用作智能机器人的末端执行器。

本发明的技术方案如下：

本发明设计的一种平夹自适应三指欠驱动机器人手，其特征在于：该手包括底座和3个欠驱动手指；

进一步，所述底座包括底座底板、底座中板和底座上盖板；所述底座底板、底座中板和底座上盖板通过螺钉固定连接在一起；所述底座中板设有3个呈三角形分布的安装槽，3个欠驱动手指安装在安装槽中，通过螺钉与底座中板固定连接在一起；

进一步，所述3个欠驱动手指结构尺寸完全相同，包括基座、近指段、远指段、基座轴、近关节轴、远关节轴、电机、减速器、齿轮传动机构、连杆机构、齿轮齿条机构和簧件；所述基座轴套接于基座中，所述近关节轴套接在基座和近指段中，所述远关节轴套接在近指段中，所述远关节轴套固在远指段中；所述基座轴、近关节轴和远关节轴相互平行；所述驱动器包括电机和减速器；所述电机和减速器固接，电机的输出轴与减速器输入轴相连；所述减速器与基座固接；所述齿轮传动机构包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮；所述主动锥齿轮与减速器输出轴固接；所述从动锥齿轮套固在基座轴上，并与主动锥齿轮啮合；所述第一齿轮和第三齿轮套固在基座轴上；所述第二齿轮套接在近关节轴上，并与第一齿轮啮合；所述第四齿轮套固在近关节轴上，并与第三齿轮啮合；所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一连杆轴、第二连杆轴；所述第一连杆一端套接在近关节轴上，并与第二齿轮固连，另一端套接在第一连杆轴上；所述第二连杆一端套接在第一连杆轴上，另一端套接在第二连杆轴上；所述齿轮齿条机构包括第五齿轮、第六齿轮、第一齿条、第二齿条；所述第一齿条固定在近指段中；所述第二齿条两端嵌入近指段两侧的滑动槽内，第二齿条可在滑动槽内滑动；所述第五齿轮套接在第二连杆轴上，并与第一齿条和第二齿条啮合；所述第六齿轮套固在远关节轴上，并与第二齿条啮合；所述簧件套接在近关节轴上，一端与近关节轴固定，一端与近指段固定。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：