[实用新型]摆动锁定触发自适应机器人手指装置

说明书

摆动锁定触发自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴以及驱动机构；所述近关节轴套设在基座中，第一指段活动套接在近关节轴上，远关节轴活动套设在第一指段中，第二指段活动套接在该远关节轴上，近关节轴的轴线与远关节轴的轴线平行；还包括第一过渡轴、第二过渡轴、第三过渡轴、第四过渡轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮、第一摩擦轮、第二摩擦轮、第一簧件、第二簧件、第三簧件、第四簧件、触动板、棘爪、棘轮、电磁铁、推杆和限位块。本实用新型对物体形状及大小具有自动适应的特性，且触发力量小，具备抓取稳定、抓取动作拟人等优势。

技术领域

本实用新型属于机器人手技术领域，特别涉及一种摆动锁定触发自适应机器人手指装置。

背景技术

机器人手是机器人最重要的组件之一，机器人手的结构设计和功能改进等关键技术对机器人来说至关重要。现有的机器人手主要可分为拟人手和非拟人手，两者都拥有非常广泛的应用。由于人的手非常灵活，功能强大，在仿生学上有很大的研究学习价值，拟人机器人手的开发有很大的前景。目前的拟人机器人手主要分为工业夹持器、灵巧手和欠驱动手。

一方面，机器人手需要实现抓取、搬运和操作不同形状和大小的复杂物体，这对于机器人手的控制精度等方面要求较高；另一方面，拟人机器人手要求大小合适、重量小等特点。现有的工业夹持器功能简单，适用范围较小。现有的灵巧手有足够的关节和驱动器来完成各种精准动作，但是非常复杂和昂贵。而欠驱动手由于自身的自适应性等特点在一定程度上解决了这一矛盾。

带有自适应等特点的欠驱动手体积小、重量轻，在抓取物体的过程中可以改变抓取角度以此自动适应物体的形状，控制简单、准确、稳定。

已有的一种带轮欠驱动机器人手指装置(中国发明专利CN101234489B)，其包括基座、电机、减速器、第一齿轮、第二齿轮、近关节轴、中部指段、远关节轴、末端指段、主动带轮、同步带、从动带轮和簧件；中部指段套接在近关节轴上，簧件的两端分别连接中部指段和末端指段。该装置能够实现自适应欠驱动功能。该装置的不足之处为：该装置在物体不挤压中部指段时，末端指段将回复伸直的初始状态，因此该装置无法实施在抓取过程中反作用面撤销的物体抓取。例如一个物体放置在桌面上，当安装在机械臂上的手指靠向物体，电机驱动第一关节转动，物体会阻挡和挤压中部指段，从而同步带机构会导致手指的第二关节弯曲，但是当机械臂离开桌面时，此时物体不再挤压中部指段，末端指段将回复伸直的初始状态，手指的弯曲不能保持，于是物体脱落，抓取失败。另一方面该装置在抓取物体时虽然达到了外形上的一种自适应包络效果，但是没有产生抓持力，从而并未实现力封闭稳定抓取，只有同时具有形状封闭和力封闭两种包络才能达到稳定的抓持。在只有形状封闭时，如果遇到振动干扰，物体在某时刻对中部指段的挤压力突然减小，就会导致末端指段迅速放开物体，产生失稳现象。

已有的一种腱络欠驱动机械手指装置(中国发明专利CN100450731C)，包括基座、电机、近关节轴、远关节轴、第一指段、第二指段、推杆和簧件等。该装置自身不带驱动器，间接利用手部其他手指、其他关节的主动驱动力作为驱动源，利用腱络转动实现第二指转动。该装置不足之处在于：抓取物体时，手指转动后压迫物体，物体挤压滑块沿垂直手指表面第一指段里平移d，同时把推杆压向第一指段底板，若挤压滑块d距离较小时，推杆拉动与之固接的第二指段角度转动α较小，则第二指段的抓取力小，不能很好的抓取物体。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服已有技术的不足，提供一种摆动锁定触发自适应机器人手指装置，该装置用于抓取物体，对物体的形状及大小具有自动适应的特性，实现触发自适应抓取，且触发力量需要很小，具备抓取稳定、抓取动作拟人、对控制要求低等优势。