[发明专利]一种机器人手指机构

说明书

本发明公开一种机器人手指机构，包括机座、丝杠电机、丝母、导套、指架、弹簧片、测力杆组、弹簧杆组和软指组；测力杆组包括长杆、短杆以及力传感器；弹簧杆组包括活塞杆、弹簧和缸杆；软指组包括指套、软体套、螺栓、和钢丝线套；丝杠电机与机座固连，丝杠与丝母联接，丝母与轴向槽滑动接触，弹簧杆组两端与丝母和导套转动联接，测力杆组在导套中滑动，且其两端与指架和丝母转动联接，弹簧片两端和中部分别与指架、机座、导套联接，指套一端与指架固连，丝杠电机通过丝母驱动弹簧杆组、测力杆组、导套、弹簧片、软指组协调运动，由测力杆组测抓取力，本发明结构简单，可实现机器人手指柔软三弯曲抓取与刚性扩展，工作空间大。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种机器人手指机构。

背景技术

机器人的手指是指安装于机器人手臂末端，直接作用于工作对象的装置。工业机器人所要完成的各种操作，最终都须通过手指来实现。手指的结构、重量、尺寸对于机器人整体的运动学和动力学性能，有直接的、显著的影响。手指设计是机器人手部设计中一个重要的环节，随着机器人技术的发展，出现了多种形式的机器人手指。面向救援、医疗手术等任务，通常需要机器人手指完成多次重复蠕动式抓取与扩展。因此，机器人手指既要具有力感柔软抓取能力，实现机器人手指对被救或手术人员实施安全柔性救援抓取或操作,又要具有足够刚性扩展能力，确保机器人手指为被救或手术人员刚性扩展出足够逃生空间或手术操作空间。

目前机器人手指机构驱动分为腱绳牵引驱动、刚性连杆驱动和气动。由于腱绳牵引驱动手指结构紧凑的适合手指小体积要求，近年来这类创新手指机构较多，如，2018年发明授权专利CN105798943B流体式无级锁定绳簧自适应机器人手指装置，2017年发明授权专利CN105415388B一种腱驱动的机器人手指机构，2012年发明授权专利CN101797753B腱绳并联灵巧欠驱动仿生机器人手指装置，2009年发明授权专利CN100519104B交叉腱绳三关节欠驱动机器人手指装置，发明授权CN100551640B腱绳齿轮欠驱动机器人手指装置等。比较和分析发现，腱绳牵引驱动手指运动精度较低，牵引腱绳直径过大，摩擦阻力较大，容易磨损磨断，牵引腱绳直径过小，承载力较小，容易被拉断。为此人们也不断研究连杆机构与齿轮或凸轮复合的机器人手指，如2018年发明授权CN105666509B三自由度表面可动机器人手指单元装置，发明授权CN105965529B偏心轮摆杆滑槽式耦合自适应机器人手指装置，发明授权专利CN105798936B空程接触式齿轮平夹自适应机器人手指装置；2017年发明授权CN105619438B连杆流体平夹自适应机器人手指装置等，发明授权专利CN102935642B连杆键槽式耦合欠驱动双关节机器人手指装置，发明授权专利CN102717394B锥齿轮耦合式灵巧机器人手指装置，发明授权专利

CN102717393B连杆耦合式灵巧机器人手指装置等。上述专利虽然提高了机器人手指承载力和转动精度，但结构又比较复杂，体积大，难以满足机器人手指小操作空间要求。为了安全操作，还应力求实现手指感知抓取力。在这方面，2017发明授权专利CN105666506B机器人手指，将触觉传感器与指尖联接。2015发明授权专利CN103263256B提出：用于在传统中医中感测人脉搏的方法和设备，2013年发明授权专利CN102303316B提出：多传感器反馈自适应机器人手指装置及其控制方法，发明授权专利CN100478662提出：三维指力传感器及其信息获取方法，2006发明授权专利CN1280069C提出：一种柔性触觉传感器及触觉信息检测方法。目前面向救援、医疗手术等任务，研制具有力感柔软抓取能力和具有足够刚性扩展能力的机器人手指机构一直是人们努力的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人手指机构，以解决上述现有技术存在的问题，使机器人手指机构具有力感柔软抓取能力和足够刚性扩展能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：