[发明专利]一种仿人并联的机器人灵巧手

说明书

本发明涉及一种基于仿人并联手指的机器人灵巧手。本发明提供的机器人灵巧手包括手掌、三个结构相同的三自由度仿人并联手指，分别为第一手指、第二手指、第三手指。其中手掌上有三个可转动的圆台，用于与手指固连，手指结构包括双并联五杆RR‑RPR机构、平行四边形机构和指尖。手指结构具有2平移1转动的3自由度运动，并采用完全驱动的方式，驱动电机均安装于手指基座位置，降低手指的负载与惯性，灵巧手对指尖抓取的物体可实现6自由度的操作。与现有仿人机器人灵巧手技术相比，本发明的机器人灵巧手采用了并联机构，并发挥了并联机构的结构优势，具有承载能力高、运动精度好、任务适应性强、对物体可操作性强的特点，抓取能力和应用范围大大增加。

技术领域

本发明属于机器人领域，特别涉及一种基于仿人并联手指的机器人灵巧手。

背景技术

机器人灵巧手作为一种重要的末端执行器，其具有精确性高、灵活性好、效率高的特点，适用于多种复杂工况下的操作任务，因此机器人灵巧手在服务业、工业等行业中发挥着相当重要的作用。近几十年间灵巧手一直是机器人学领域研究的热点，国内外研制出多种经典的仿人手指的灵巧手构型，如著名的Shadow手、Utah/MIT手、Stanford/JPL手等。传统仿人灵巧手的手指通常为多转动关节串联形式，且采用腱绳驱动等欠驱动方式，这种设计方式虽然可以使灵巧手更接近人手的结构和功能，但导致灵巧手的承载能力、运动精度、对任务的适应性等性能指标都不理想，极大地限制了灵巧手的应用范围，特别是在多数工业领域的应用。因此，利用并联机构的结构优势，设计了一种基于并联仿人手指结构的灵巧手，可以大幅提高灵巧手的承载能力和运动精度，增强任务适应性和对目标物体的可操作性，进而扩大灵巧手在工业生产、医疗救助，灾难救援等领域的应用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于提供一种基于并联仿人手指结构的灵巧手，该灵巧手手指可实现平面的三个自由度，同时可绕手指基座转动，使灵巧手对使用指尖夹取的目标物体具有六个操作自由度。手指的主体结构为并联机构，且采用完全驱动方式，能够实现大承载和高精度的抓取，具有更大的工作空间，对抓取任务有更好的适应性和操作性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案实现：

一种仿人并联的机器人灵巧手，所述灵巧手包括手掌和三个结构相同的三自由度仿人并联手指，分别为第一手指、第二手指、第三手指，其特征在于：

所述手掌为刚性构件，所述手掌包括手掌基座、三个可绕自身轴线转动的平台，分别为第一转动圆台、第二转动圆台和第三转动圆台、手掌第一驱动电机、手掌第二驱动电机和手掌第三驱动电机。其中第二转动圆台和第三转动圆台位置对称，第一转动圆台位于第二转动圆台和第三转动圆台的垂直平分线上并沿垂直平分线保持一定位移。

进一步的，所述手掌第一驱动电机、手掌第二驱动电机和手掌第三驱动电机均通过螺栓固定安装在手掌基座上。

进一步的，所诉第一转动圆台与手掌第一驱动电机相连，第二转动圆台与手掌第二驱动电机相连，第三转动圆台与手掌第三驱动电机相连，由驱动电机带动转动圆台转动。

进一步的，所述第一转动圆台、第二转动圆台和第三转动圆台都预留有螺栓孔，用来与手指固接。

所述仿人并联手指包括双并联五杆RR-RPR机构、平行四边形机构和指尖。