[发明专利]一种欠驱动机器人灵巧手

说明书

技术领域

本发明属机械领域，具体涉及一种新型的欠驱动机器人灵巧手。

背景技术

机器人灵巧手作为人类活动肢体的有效延伸，以其能够完成灵活、精细的抓取操作，从20世纪后半期开始，作为机器人领域的热门研究方向之一，被各国的科技人员所研究。相对于简单的末端操作器，机器人灵巧手具有通用性强、感知能力丰富、能够实现满足几何封闭和力封闭的精确、稳固抓取等特点。

机器人灵巧手技术经过长时间发展，产生了大量的代表性机构，如SHADOW手采用五根手指，由气动肌肉控制手指的运动；HIT/DLR手和NASA手均采用多电机驱动，驱动单元布置在手指关节和手掌上。

发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中的机器人灵巧手设计结构复杂，系统控制难度高，且生产费用巨大，极大的降低了机器人灵巧手的实用性。

发明内容

本发明为了解决机器人灵巧手设计结构复杂，控制难度高等限制实用性的问题，提供了一种新型的欠驱动机器人灵巧手。本领域技术人员可以理解的是，“欠驱动”是指系统的独立控制变量个数小于系统自由度个数的一类非线性系统；具体到机器人灵巧手中，“欠驱动”是指机器人灵巧手驱动系统的独立控制变量（通常是指独立的驱动电机，液压轴等）个数小于机器人灵巧手的自由度个数（通常是指可相对活动的关节）的一类非线性系统，例如，机器人灵巧手共有10个可活动的关节，但只有3个驱动电机。

本发明提供的欠驱动机器人灵巧手在节约能量、降低造价、减轻重量、增强系统灵活度等方面都较完全驱动系统优越。该新型欠驱动机器人灵巧手的驱动系统集成在手掌中，该手掌部件少，只用一个舵机就可实现多手指（手指数量n≥3）的联动驱动、结构简单、控制安装便捷、具有较高的性价比，扩大了多指灵巧手的实用性及适用范围。

本发明提供的欠驱动机器人灵巧手包括：手掌座（1）、支承座（2）、单驱动机构、两套连接机构以及至少三根手指；固定连接在手掌座（1）两侧的支承座（2）、固定连接在手掌座（1）上的驱动机构；

其中所述驱动机构包括：固定连接在手掌座（1）上的舵机（3）；舵盘（4）通过两个立柱（5）安装在舵机（3）的输出端，同时两个立柱（5）分别穿插在两套连接机构的两个滑槽（11）内；

所述连接机构包括：套设有驱动机构立柱（5）的滑槽（11）；滑杆（12）的一端与滑槽（11）的端头连接，滑杆（12）的另一端通过轴承（6）与支承座（2）的槽口相连；

所述手指至少包括：基指节（14）、中指节（15）和端指节（16）三个指节；基指节（14）的一端活动连接在手掌座（1）的凸耳（31）上，另一端与中指节（15）活动连接；中指节（15）两端分别与基指节（14）和端指节（16）活动连接；

驱动杆（17）一端活动连接在滑杆（12）上，另一端与第一辅助杆（18）活动连接，同时驱动杆（17）中部与基指节（14）活动连接；第一辅助杆（18）一端与驱动杆（17）活动连接，另一端与第二辅助杆（19）活动连接，同时第一辅助杆（18）中部与中指节（15）活动连接；第二辅助杆（19）与端指节（16）连接。

其中，所述舵机（3）固定连接在手掌座（1）中部。

其中，两个支承座（2）分别固定连接在手掌座（1）相对的两侧，手掌座（1）另外两侧设有的凸耳（31）。

其中，所述手指交错安装在所述手掌座（1）两侧的凸耳（31）上。

其中，所述滑槽（11）中间开设有滑道，用于与驱动机构的立柱（5）连接，使立柱（5）可以在该滑道中自由滑动。

其中，所述滑槽（11）两端加工螺纹孔用于连接滑杆（12）。

其中，所述滑杆（12）一端加工凸台用于连接轴承（6）。

其中，所述驱动机构驱动两套连接机构相互靠近时，手指向内收拢；所述驱动机构驱动两套连接机构相互远离时，手指向外放开。