[发明专利]一种基于变胞原理的欠驱动自适应机械手

说明书

本发明公开了一种基于变胞原理的欠驱动自适应机械手，属于机械手技术领域，包括欠驱动手指、机架、自适应限位机构、平移环和原动件；自适应限位机构设置于机架的底座上并呈三角形排布，底座下部且与自适应限位机构对应位置设有机架立柱；平移环套设于机架立柱，原动件设置于平移环的底部，通过驱动原动件以实现平移环沿机架立柱的上下运动及旋转运动；欠驱动手指铰接于自适应限位机构并可沿其转动，欠驱动手指的一端通过第五连杆铰接于平移环。本发明采用对三个欠驱动手指单独驱动的方式，提升了机械手在抓取多种形状及尺寸物体时的稳定性和可靠性，同时本发明的欠驱动手指能更好的适应各种形状及尺寸物体抓取。

技术领域

本发明属于机械手技术领域，更具体地，涉及一种基于变胞原理的欠驱动自适应机械手。

背景技术

在现今生活中，科技进步日新月异，机器人技术因其可以辅助甚至替代人类完成复杂、繁重甚至危险的工作，从而收到了各国的重视。目前机器人技术已经在医疗、军事、教育、生产生活等行业取得了巨大的发展以及广泛的应用。因而机器人的相关技术成为了该方向科研工作者以及人们广泛关注的技术。机械手作为机器人领域的研究方向之一，以其效率高、成本低、安全性好而成为了当前的热门研究方向之一。目前机械手的发展方向在于更加灵活、稳定以及精度更高的实现对多种物体的抓取，同时对机械手的作业空间也有了越来越高的要求。

已有的一种基于变胞原理的欠驱动机械手(中国发明专利申请CN107891434A)，该装置实现了不依靠其它物体支撑即可完成物体的抓取。但是，该装置的不足在于：该装置所采用的单驱动结构，通过一个驱动部分带动至少两个机械手指同步运动，这会使运动过程中机械手指始终保持相同姿态，对不规则物体的抓取稳定性较差。

已有的另一种具有形状自适应的三指欠驱动机械手(中国实用新型专利CN298468408U)，该装置实现了能被动自适应物体的大小稳定抓取不同的物体。但是，该装置不足在于：用于抓取物体的机械手指部分为刚性结构，无法适应被抓物体的表面形状以及尺寸不规则的情况。在对形状复杂的物体抓取过程中可能存在较大冲击，对被夹持物体造成一定程度的损坏。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于变胞原理的欠驱动自适应机械手，其目的在于通过平移环和原动件对欠驱动手指单独驱动的方式，由此解决现有机械手无对不规则物体的抓取稳定性较差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于变胞原理的欠驱动自适应机械手，该机械手包括欠驱动手指、机架、自适应限位机构、平移环和原动件；

所述自适应限位机构设置于所述机架的底座上并呈三角形排布，所述底座下部且与所述自适应限位机构对应位置设有机架立柱；

所述平移环套设于所述机架立柱，所述原动件设置于所述平移环的底部，通过驱动所述原动件以实现所述平移环沿所述机架立柱的上下运动及旋转运动；

所述欠驱动手指铰接于所述自适应限位机构并可沿所述自适应限位机构转动；所述欠驱动手指的一端通过第五连杆铰接于所述平移环。

优选地，所述欠驱动手指包括指尖、第一指部、三角连杆和第二指部；所述第一指部的一端与所述指尖铰接，其另一端铰接于所述三角连杆；所述第二指部的一端铰接于所述三角连杆，其另一端与所述自适应限位机构铰接，所述第二指部的外端部还与所述第五连杆铰接。

优选地，所述第一指部包括第一连杆和第二连杆；所述第一连杆的一端与所述指尖铰接，其另一端铰接于所述三角连杆的第一端部；所述第二连杆的一端与所述指尖铰接，其另一端铰接于所述三角连杆的第二端部。

优选地，所述第二指部包括第三连杆、三孔连杆和第四连杆；所述第三连杆的一端与所述三角连杆的第一端部铰接，其另一端铰接于所述自适应限位机构；所述三孔连杆的第一端部与所述三角连杆的第三端部铰接，所述三孔连杆的第二端部与所述第五连杆铰接；所述第四连杆的两端分别铰接于所述自适应限位机构和所述三孔连杆的第三端部。