[发明专利]拟人灵巧手圆弧型基关节

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人的手指基关节，尤其是涉及可以绕同一转动中心进行弯曲和侧摆运动，并且两者运动独立分离的一种拟人灵巧手圆弧型基关节。

背景技术

随着机器人应用领域的扩大，作业环境和任务的复杂化，而普通机器人的最重要部位即末端夹持装置己远远不能满足各种灵巧及精细操作任务的要求。由于大多数的末端夹持器是针对特定任务、特定被夹持零件而设计的，存在着缺少灵活性和夹持方式有限等局限性，而研制出种通用的末端夹持器，代替各种特定末端夹持器，完成各种环境下的灵巧操作任务，如在太空航天器的舱外、核电站、化工厂等危险、恶劣的工作环境中从事探测、取样、装配、修理作业，战场探雷和排雷这类危险的工作，成为机器人研究领域一种需要。因此，人们开始研究基于机构、驱动、控制技术以及机器人力觉、视觉等关键技术集成的多指灵巧手(Multi-Fingered Dexterous Hand)，希望取代机器人末端的传统夹持器。

多指灵巧手是一种仿人手、具有多自由度和多种感知功能、能够完成复杂的抓取动作的机器人手。它能够抓取不同形状、大小、材质的物体，还可以对所抓持的物体进行一定幅度的多种精细操作。用它代替专用的机器人末端执行器，可以提高机器人的作业范围和作业能力。

因此多指灵巧手的研究就成为了当前机器人技术研究的热点。目前灵巧手结构中最重要的是基关节的两自由度实现问题，虽然提出了不少的解决方案，但都不能实现真正意义上的灵巧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拟人灵巧手圆弧型基关节，可以绕空间一点进行弯曲和侧摆运动，并且两者运动独立分离的灵巧手的手指基关节。它能使机械灵巧手控制更加容易，活动更加灵活，在人类无法亲临或恶劣的环境中工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括第一直流电机、第二直流电机、第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮、第三圆锥齿轮、第四圆锥齿轮、第五圆锥齿轮、第一轴、第二轴、U形托架、椭圆形框架、滑块和下掌指节；第一直流电机与第一圆锥齿轮固定连接，第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮啮合，第二圆锥齿轮与U形托架外底面固接，第二圆锥齿轮孔与第一轴为间隙配合，第一直流电机转动使U形托架绕第一轴进行侧摆运动；第二直流电机与第三圆锥齿轮固定连接，椭圆形框架安装在U形托架内，椭圆形框架内安装有第二轴，第二轴与第一轴轴线相互垂直并位于同一水平面上，第三圆锥齿轮与安装在框架内的第四圆锥齿轮啮合，第四圆锥齿轮与安装在第二轴上的第五圆锥齿轮啮合，第二轴两端伸出椭圆形框架外，第五圆锥齿轮带动安装在第二轴两端的滑块转动，两个滑块分别安装在下掌指节内的弧形导轨内，下掌指节两端的凸块与U形托架转动配合，第二直流电机转动使下掌指节绕第二轴进行弯曲运动。

与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：

1. 本发明采用内置式直流电机驱动, 通过圆锥齿轮实现基节的侧摆和弯曲运动，运动平稳，传动精度高。

2. 本发明可以绕着一点进行侧摆和弯曲运动，实现了两个自由度的分离的基关节，提高了机械手的灵巧性和控制，增大了机械手的抓取空间和稳定性。

因此，本发明能够满足了机器人灵巧机械手基关节的性能。

附图说明:

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明去掉下掌指节的结构示意图。

图3是本发明侧摆运动的结构示意图。

图4是本发明弯曲运动的结构示意图。

图5是本发明下掌指节的结构示意图。

图中：1、第一直流电机，2、第二直流电机、3、第一圆锥齿轮，4、第二圆锥齿轮，5、第三圆锥齿轮，6、第四圆锥齿轮，7、第五圆锥齿轮，8、第一轴，9、第二轴，10、U形托架，11、椭圆形框架，12、滑块，13、下掌指节，14、弧形导轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。