[发明专利]一种基于绳子缠绕的欠驱动机器人手指装置

说明书

本发明公开了一种基于绳子缠绕的欠驱动机器人手指装置，克服了现有技术中拟人机器人手指仍需改进的问题。该发明含有基座外壳、第一指中壳体、第二指中壳体和指末壳体之间依次铰接，铰接处均设有松手复位弹簧，基座外壳的一端连接机械臂，另一端上设有握紧控制电机、第一万向节、握紧调节驱动轮、握紧调节弹簧、拉绳和拉绳缠绕装置、拉绳直套管和弧形拉绳定位套管；第一指中壳体和第二指中壳体的铰接处设有第二万向节、第一握紧调节从动轮；第二指中壳体和指末壳体的铰接处设有第三万向节、第二握紧调节从动轮。该技术使用两条拉绳缠绕产生竖直方向长度缩短产生拉力来模拟肌肉的拉伸的效果。

技术领域

本发明涉及机器人手技术领域，特别是涉及一种基于绳子缠绕的欠驱动机器人手指装置。

背景技术

与人类似，拟人机器人的多数功能要通过手部操作来实现，因而手部结构是拟人机器人的重要组成部分，其设计是拟人机器人的关键技术之一。为了增加手部的拟人化，手部要设计较多的关节自由度，然而，为了减轻拟人机器人手部的控制难度，以及减小手部的体积、重量，需要减少驱动器数目，这两者有一定的矛盾，另外，为了更好地抓取物体，还需要手指在抓取物体时具有一定的自适应性。本发明提供的机器人拟人手指欠驱动装置能够更好的实现较多关节自由度、较少驱动器数目、抓取不同形状、尺寸的物体时的较强的自适应性这三个目标。

在工业生产中，机器人已经成为了不可或缺的中坚力量。随着工业的发展，对于机器人的要求逐渐提高，机器人手作为机器人末端的功能性单元，简单的开合抓取已经难以满足任务需求。现有的机器人手主要分为两大类，拟人手和非拟人手，二者都有非常广泛的用途。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。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。

发明内容

本发明克服了现有技术中，拟人机器人手指仍需改进的问题，提供一种结构合理、成本较低、使用维修方便的基于绳子缠绕的欠驱动机器人手指装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的基于绳子缠绕的欠驱动机器人手指装置：含有基座外壳、第一指中壳体、第二指中壳体和指末壳体，其中基座外壳和第一指中壳体的一端铰接，第一指中壳体的另一端和第二指中壳体的一端铰接，第二指中壳体的另一端和指末壳体的一端铰接，其中铰接处均设有松手复位弹簧，基座外壳的一端连接机械臂，另一端上设有握紧控制电机、第一万向节、握紧调节驱动轮、握紧调节弹簧、拉绳和拉绳缠绕装置、拉绳直套管和弧形拉绳定位套管；第一指中壳体和第二指中壳体的铰接处设有第二万向节、第一握紧调节从动轮；第二指中壳体和指末壳体的铰接处设有第三万向节、第二握紧调节从动轮；握紧控制电机通过齿轮传动连接第一万向节的一端和握紧调节驱动轮，第一万向节、握紧调节驱动轮的一端均通过转轴套接在握紧控制电机输出端的一侧，第一万向节的另一端和握紧调节驱动轮上均对称连接有两条拉绳，第一万向节上的两条拉绳套接在拉绳直套管内再连接第一指中壳体和第二指中壳体铰接处的第二万向节；握紧调节驱动轮上设有两条拉绳，握紧调节弹簧的内或外环面上设有多个弧形拉绳定位套管，弧形拉绳定位套管沿着握紧调节弹簧平行分布，两条拉绳套接在弧形拉绳定位套管内，末端连接在第一指中壳体上；第三万向节的一端通过第二握紧调节从动轮和拉绳连接在指末壳体的一端，另一端通过两条拉绳连接第二万向节的一端。

所述其中弧形拉绳定位套管的数量为10-30个，其为双曲线式变径管。

所述第一指中壳体、第二指中壳体和指末壳体的内侧握紧面上均设有防滑垫，第一指中壳体和第二指中壳体的两两中轴线，第二指中壳体指中壳体和指末壳体的两两中轴线之间的活动范围夹角为α，其中0°≤α≤90°。

所述拉绳的材质为锦纶尼龙绳，直径为1-1.5mm。