[发明专利]基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪

权利要求书

1.基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪，其特征在于：包括手指部分、手掌部分、手指传感部分，手指部分安装在手掌部分上，手指部分的三个指根安装手指驱动部分，手指部分的三个指段腹部安装手指传感部分。

2.根据权利要求1所述的基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪，其特征在于：所述的手指部分包括三个关节，每一个关节包括指根段(4)、指中段(7)、指尖段(9)；指根段(4)上部与指中段(7)下部通过转动副铰接，指中段(7)上部和指尖段(9)下部通过转动副铰接，指根段(4)下部通过转动副与曲柄(5)连接；曲柄(5)的输入和驱动电机(13)连接，驱动电机(13)安装在指根段(4)底部；曲柄(5)输出与连杆A(6)一端连接；指根段(4)、指中段(7)和连杆A(6)另一端通过转动副与连杆B(8)连接；连杆B(8)另一端通过转动副与连杆C(10)一端连接，连杆C(10)另一端通过转动副和指尖段(9)连接；连杆B(8)与指中段(7)之间连接有扭转弹簧(11)；当指中段(7)遇到阻力时，驱动电机(13)通过曲柄(5)和连杆A(6)持续作用在连杆B(8)上，此时扭转弹簧(11)被压缩，通过连杆C(10)作用在指尖段(9)上；指根段(4)、曲柄(5)、连杆A(6)和连杆B(8)构成固定端之间的距离为0的五杆机构。

3.根据权利要求2所述的基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪，其特征在于：所述的手掌部分包括手掌(1)，手掌(1)上固定安装有旋转电机(15)，旋转电机(15)的输出通过推力球轴承(2)和手指支座(3)底部连接，手指支座(3)上部和指根段(4)下部连接，手指支座(3)通过旋转电机(15)的带动实现手指的转动，以调整抓取接触点。

4.根据权利要求2所述的基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪，其特征在于：所述的手指传感部分包括压力传感器(12)和橡胶贴片(18)；压力传感器(12)安装在指根段(4)、指中段(7)、指尖段(9)的指腹部，压力传感器(12)上覆盖有橡胶贴片(18)。

5.根据权利要求3所述的基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪，其特征在于：手指部分采用了五杆机构与欠驱动机构串联的方式，使得手指三个关节中两个关节由驱动电机(13)直接控制，第三个关节通过欠驱动的方式间接控制，实现精准捏取和包络抓取；面对尺寸小的零件时，采用精准捏取的模式，通过旋转电机控制两个关节的转动，此时为全驱动；面对尺寸大且形状复杂的零件时，采用包络抓取的模式，通过旋转电机控制所有关节，此时为欠驱动。

6.根据权利要求4所述的基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪，其特征在于：所述的手指传感部分采用了多个压力传感器(12)，用于检测每个接触点施加的接触力，便于对抓取力的精准控制。

7.根据权利要求4所述的基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪，其特征在于：所述的橡胶贴片(18)用于提高手指与物料之间的摩擦力，以提高抓取和操作的稳定性。

8.根据权利要求4所述的基于五杆机构与欠驱动形式的机械手爪，其特征在于：所述的驱动电机(13)和旋转电机(15)均选择了直流无刷电机。