[发明专利]齿轮空程传动摆杆滑槽直线平夹自适应机器人手指装置

说明书

齿轮空程传动摆杆滑槽直线平夹自适应机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括底座、基座、两个指段、两个关节轴、电机、拨轮、齿轮传动机构、中间拨盘、两个簧件、限位块、齿轮齿条机构、摆杆、滚轴、滑槽件和滑杆。该装置实现了双关节机器人手指直线平行夹持及自适应复合抓取的功能：利用可移动的基座在底座上协同升降消除第一指段圆弧转动的高度差影响，达到第二指段始终沿精确直线轨迹平动。在抓取物体时，第一指段、第二指段均可以正常接触物体，接触面积不减小；实现末端指段直线轨迹的机构位于滑动基座中，不占用第一指段、第二指段中部空间；传动精确、平稳，抓取稳定、可靠；仅利用一个电机驱动两个关节，成本低。

技术领域

本发明属于机器人手技术领域，特别涉及一种齿轮空程传动摆杆滑槽直线平夹自适应机器人手指装置的结构设计。

背景技术

随着自动化技术的发展，机器人技术迎来了新的高峰，机器人手作为机器人的一种末端执行器，也引起更多的关注，在机器人手方面的研究也越来越多。为了协助机器人在特殊情况下完成更多的任务，人们开发了多种多样的机器人手，例如灵巧手、特种手、钳状手(工业夹持器)等。

自适应欠驱动机器人手采用少量电机驱动多个自由度关节，由于电机数量少，藏入手掌的电机可以选择更大的功率和体积，出力大，同时纯机械式的反馈系统无需对环境敏感也可以实现稳定抓取，自动适应不同形状尺寸的物体，没有实时电子传感和闭环反馈控制的需求，控制简单方便，降低了制造成本。

人手的另一个重要特征是实现混合抓取模式，既可以实现握持也可以实现捏持。大多数欠驱动的手采用自适应包络物体的方式，能够实现对一个物体的包络式抓握。然而，这样的手不能捏持，即利用末端手指的指尖部分去夹取物体。如采用两个点或两个指段软面去接触物体，这种捏持方式主要针对小尺寸物体或具有对立面的较大物体。

已有的一种具有直线轨迹平动夹持功能的机器人手指装置(世界专利WO2016063314A1)，包括电机、传动机构、8连杆机构和8个转轴。该装置采用全转动关节实现了末端指段的直线平动，能够以直线轨迹平行夹持物体。其不足之处在于：该装置无法实现自适应抓取功能，无法用多个接触点包络抓取不同形状、尺寸的物体，而且连杆和转轴数量多，机构比较复杂。

已有的具有两种抓取模式的欠驱动手(中国发明专利CN 105798936B)已经被开发出来。该装置实现了两种抓取模式，既可以实现自适应包络抓取，也可以实现平行夹持(简称平夹)功能。其不足之处在于：该装置无法实现平行夹持阶段末端指段沿直线轨迹平动的直线平行夹持功能。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种齿轮空程传动摆杆滑槽直线平夹自适应机器人手指装置。该装置能够实现捏持和握持两种抓取模式：该装置能在捏持物体时，实现末端指段沿精确的直线轨迹运动的直线平行夹持效果，适合抓取桌面物体，避免手指末端与桌面的干涉碰撞，降低抓取不同物体时的控制难度；可以实现自适应包络抓取不同形状尺寸物体。

本发明的技术方案如下：