[发明专利]机器人灵巧手手指内集成电路板之间的柔性连线结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人手指内集成电路板之间的连线结构。

背景技术

机器人灵巧手作为机器人系统的末端操作器，对机器人系统的作业能力、特别是灵巧操作能力具有重要的影响。20世纪80年代后，一些国家进行了机器人灵巧手的研究，也相继诞生了一些有代表性的灵巧手，比如Stanford/JPL手、Utan/M.I.T手、DLR手、NASA手等等，在灵巧手的概念、驱动、传感器等方面对后续甚至今天灵巧手的研究产生了很大的影响。电气系统作为机器人灵巧手的重要组成部分之一，主要实现电机驱动、传感器信息的采集等功能，其结构组成、电气连接等对灵巧手系统的机电一体化构成、系统的稳定性和可靠性等有重要的影响。内置式和外置式是当前灵巧手设计中的两个主要的研究方向，内置式是将驱动、传动、传感及电气等集成在手指或手掌中，对于臂手系统的集成、可靠性、可维护性等有更合理的优势，在空间布置、连接及走线等方面对电气系统有更加严格的要求。内置式的灵巧手要求电路板更加小巧，通过机械、电气的一体化设计，能够集成在手指内部。

现有的机器人灵巧手手指内的电路板及其连线布置存在电路板布局不合理、连线复杂、走线方式不合理、可靠性差的问题以致难于实现机电集成。而且手指连线对转动关节的适应性差，甚至还影响关节的运动，同时还干扰信号的传播；从而使手指连线的故障发生率高，极大地降低了机器人灵巧手电气系统的工作可靠性。

发明内容

本发明为了解决现有的机器人灵巧手手指内的电路板及其连线布置存在电路板布局不合理、连线复杂、走线方式不合理、可靠性差的问题以致难于实现机电集成、手指连线对转动关节的适应性差、影响关节的运动的问题，进而提供了一种机器人灵巧手手指内集成电路板之间的柔性连线结构。

本发明的技术方案是：机器人灵巧手手指内集成电路板之间的柔性连线结构，它包括手指柔性电路板、手指刚性电路板、基关节柔性连接线束、基关节柔性电路板和基关节刚性电路板；所述的手指柔性电路板1由第一刚性板、第二刚性板、第三刚性板、第一柔性排线、第二柔性排线、第三柔性排线、第四柔性排线组成，第一刚性板固定在末端指节上，第二刚性板和第三刚性板分别固定在第二指节上，第一柔性排线的一端与指尖力矩传感器连接，第一柔性排线的另一端与第一刚性板连接，第二柔性排线的一端与第一刚性板连接，第二柔性排线的另一端与第二刚性板连接，第三柔性排线的一端与第二刚性板连接，第三柔性排线的另一端与第三刚性板连接，第四柔性排线的一端与第二刚性板连接；第四柔性排线的另一端与手指刚性电路板连接，手指刚性电路板固定在第一指节的指背位置；基关节柔性连接线束的一端与手指刚性电路板连接，基关节柔性连接线束的另一端与基关节柔性电路板中的第四刚性板连接；基关节柔性电路板由第四刚性板和第五柔性排线组成，第四刚性板固定在不运动的基指节的背部；基关节刚性电路板固定在不运动的基指节的底部；第五柔性排线的一端与第四刚性板连接，第五柔性排线的另一端与基关节刚性电路板连接。

本发明具有以下有益效果：本发明实现了电路板间的柔性走线连接，有效地降低了手指连线的复杂性、提高了电气系统的可靠性。具有电路板布局合理、连线简单、走线方式合理、不影响关节的运动、减小或避免信号受到干扰、手指连线对转动关节的适应性好的优点。

附图说明

图1是本发明的电路板连接的线路构造示意图，图2是电路板及电路板间的柔性走线在手指上布置的立体图，图3是末端关节的电路板间的柔性走线布置的立体图(末端指节6伸直状态)，图4是末端关节的电路板间的柔性走线布置的立体图(末端指节6弯曲状态)，图5是中间关节的电路板间的柔性走线布置的立体图(第二指节7伸直状态)，图6是中间关节的电路板间的柔性走线布置的立体图(第二指节7弯曲状态)，图7是基关节的中心轴孔走线布置的立体图，图8是图7的A-A剖视图，图9是图8的B-B剖视图，图10是中心轴孔走线的原理图，图11是具体实施方式五所述的柔性线的弯曲在空间内的状态图，图12是柔性线的一端D固定而另一端E移动时的状态图，图13是当柔性线的移动端E向反方向移动进而回到初始点的过程中的状态图。

具体实施方式