[实用新型]一种基于变胞原理的水下欠驱动机械手

说明书

本申请公开了一种基于变胞原理的水下欠驱动机械手，包括：机架，包括支撑面和底盘，支撑面和底盘通过导杆连接；传动组件，包括上推盘以及与上推盘连接的下推盘，且上推盘位于下推盘背离支撑面一侧，下推盘连接有原动件；三组欠驱动手指，铰接于底盘，用于夹紧或松开待夹持物体，任一欠驱动手指铰接有第五连杆，第五连杆背离欠驱动手指端部与上推盘铰接；其中，下推盘用于推动第五连杆运动，第五连杆用于推动欠驱动手指以欠驱动手指和底盘铰接点为圆心转动，并同时使三组欠驱动手指互相靠拢或分开。采用上述方式设置的机械手，便于对不规则物体抓取，同时，满足操作和手部灵活性的要求，并且大大简化了机械手的结构和控制方式。

技术领域

本申请涉及机械手技术领域，特别涉及一种基于变胞原理的水下欠驱动机械手。

背景技术

21世纪，机器人成为代替人类进行作业的不二之选，尤其是在一些高强度、环境恶劣的条件下更是发挥着非常重要的作用。而海洋环境对于人类而言开发的难度较大，此时水下机器人扮演了相当重要的角色，机械手作为水下机器人的重要组成部分，是实现水下作业不可或缺的工具。

目前用于水下作业的机械手大多数都采用单自由度夹钳式手爪结构来夹持和抓取物体。虽然单自由度夹钳式手爪结构简单、操作和控制方便、输出力矩大，对于形状规则、大负载作业非常有效，但也存在缺点：由于海洋的特殊环境，物体表面较光滑，抓取可靠性差，对形状不规则的物体没有自适应能力，无法进行包络抓取，在夹取物体的过程中遇到较大冲击可能会引发物体脱落，对夹持物体造成一定程度上的损坏，并且不够灵活，逐渐难以满足水下作业需求。

另外，在多自由度机械手研究领域中，一般采用全驱动手指，即手指有若干关节，每个关节都配备着一个驱动器，全驱动手指驱动元件过多，造成机械手体积较大，不够灵活，而且控制比较复杂。

为了解决上述难题，如何设计一种满足操作和手部灵活性的要求，并且大大简化了机械手的结构和控制策略的基于变胞原理的水下欠驱动机械手是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于变胞原理的水下欠驱动机械手，该机械手通过变胞机构原理设计出一种三指机械手来解决现有的水下机械手对不规则物体抓取稳定性较差的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种基于变胞原理的水下欠驱动机械手，包括：

机架，包括支撑面和底盘，所述支撑面和所述底盘通过导杆连接；

传动组件，滑动设置在所述导杆上，包括上推盘以及与所述上推盘连接的下推盘，且所述上推盘位于所述下推盘背离所述支撑面一侧，所述下推盘连接有原动件，所述原动件用于推动所述下推盘在所述导杆上滑动；

三组欠驱动手指，铰接于所述底盘，用于夹紧或松开待夹持物体，任一所述欠驱动手指铰接有第五连杆，所述第五连杆背离所述欠驱动手指端部与所述上推盘铰接；

其中，所述下推盘用于推动所述第五连杆运动，所述第五连杆用于推动所述欠驱动手指以所述欠驱动手指和所述底盘铰接点为圆心转动，并同时使三组所述欠驱动手指互相靠拢或分开。

优选地，所述上推盘的数量为三个，三个所述上推盘分别与三个所述第五连杆铰接，任一所述上推盘与所述下推盘之间设置有第三弹性件，且每个所述上推盘均在所述下推盘的推动下独立运动。

优选地，任一所述欠驱动手指均包括：

第一指节，用于和所述底盘铰接，包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆端部铰接有三孔连杆，所述三孔连杆背离所述第一连杆端部铰接有第二连杆，所述第二连杆与所述三孔连杆铰接后并与所述底盘铰接，所述第一连杆和所述第二连杆两者背离所述三孔连杆的端部分别铰接三角连杆的两个端部；

第二指节，用于和所述第一指节铰接，包括第三连杆和第四连杆，所述第三连杆端部与所述三角连杆的第三个端部铰接，所述第四连杆端部铰接于所述第二连杆与所述三角连杆铰接处；