[实用新型]绳驱动的灵巧指及其灵巧手

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种绳驱动的灵巧指及其灵巧手，属于机器人学及仿生学技术领域。

背景技术

国外在多指灵巧手方面的研究展开相对较早，日本、美国、德国先后推出其相应的多指灵巧手模型。日本早在1974年成功研制了Okada灵巧手，美国麻省理工学院和犹他大学于1980年联合研制成功了Utah/MIT。此后，美国斯坦福大学1983年研制成功Stanford/JPL 多指灵巧手。为了执行复杂的舱内空间机器人操作任务，德国宇航中心研制出三指灵巧手和第一代、第二代四指灵巧手。目前，国内主要研究多指灵巧手的有哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、北京航空航天大学等高校单位。其中，较早开展灵巧手方面的研究的是哈尔滨工业大学，他们在1999年进行了灵巧指的相关研究，其型号为HIT/DLR。北京航空航天大学机器人研究所也先后研制了一系列的BH灵巧手。

以北京航空航天大学的专利（专利申请号为200920222603.0）为参照，由于采用欠驱动的方式，避免了各个关节处分别安置驱动电机所带来的高成本、大体积、控制复杂等问题，更具轻便化与实用化的特点，本实用新型更注重在此方面加以完善，在基关节处舵机驱动并用绳传动，降低了传动系统的复杂程度。此外，北航专利在端关节处对于抓取物体的自适应特性尚需完善，并不能很好地包络被抓持物体，易出现沿物体表面法向外扩的变形，本实用新型通过合理的绳线传动处理可以较好满足这方面的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于给出一种结构简单，通用性强的绳驱动的三关节灵巧指。

一种绳驱动灵巧指，其特征在于：包括基座、第一段指板、第二段指板、指端、舵机、第一关节轴、第二关节轴、第三关节轴、第一过渡轴、第二过渡轴；上述第一段指板下部和基座上部通过第一关节轴连接，其中第一关节轴与第一段指板下部过盈配合，与基座上部间隙配合；上述第二段指板下部与第一段指板上部通过第二关节轴连接，其中第二关节轴与第二段指板下部过盈配合，与第一段指板上部间隙配合； 上述指端和第二段指板上部通过第三关节轴连接，其中第三关节轴与指端过盈配合，与第二段指板上部间隙配合；上述第一过渡轴采用过盈配合方式安装于第一段指板中部； 上述第二过渡轴采用过盈配合方式安装于第二段指板中部； 舵机安装于基座上，舵机连杆固定安装于舵机输出轴上； 第一关节轴一号连杆固定安装在第一关节轴的一端；第一关节轴二号连杆采用间隙配合方式安装在第一关节轴上，并与基座固定连接；第一过渡轴连杆与第一过渡轴齿轮固定在一起，并采用间隙配合方式安装在第一过渡轴上；第二关节轴齿轮采用过盈配合方式安装在第二关节轴上；  第二关节轴连杆采用间隙配合方式安装在第二关节轴上，并与第一段指板上部固定连接； 第二过渡轴连杆与第二过渡轴齿轮固定在一起，并采用间隙配合方式安装在第二过渡轴上；第三关节轴齿轮采用过盈配合方式安装在第三关节轴上；舵机连杆和第一关节轴一号连杆通过一组丝绳连接；第一关节轴二号连杆和第一过渡轴连杆通过一组丝绳连接；第一过渡轴齿轮和第二关节轴齿轮相啮合；第二关节轴连杆和第二过渡轴连杆通过一组丝绳连接；第二过渡轴齿轮和第三关节轴齿轮相啮合。

所述的绳驱动灵巧指，其特征在于：上述第一段指板由第一段左指板和第一段右指板构成，第二段指板由第二段左指板和第二段右指板组成。

一种灵巧手由手掌基座和n个权利要求1所述绳驱动灵巧指组成，n个绳驱动灵巧指沿周向均匀分布安装于手掌基座上，n在3-6之间。

本实用新型具有如下优点：1)结构简单，采用欠驱动结构，减少了动力源数量。2)采用模块化设计。

灵巧指可通过重新设计基座，增加灵巧指数目，改变灵巧指相对位置关系，实现不同的操作和抓取。

附图说明

图1为本实用新型单节手指示意图； 

图2为本实用新型灵巧手示意图；

图中标号名称：

    1、基座， 2、舵机，3.1、舵机连杆，3.2、第一关节轴一号连杆，3.3、第一关节轴二号连杆，3.4、第一过渡轴连杆，3.5、第二关节轴连杆，3.6、第二过渡轴连杆，4.1、第一段左指板，4.2第一段右指板， 4.3、第二段左指板，4.4、第二段右指板，5.1、第一过渡轴齿轮，5.2、第二关节轴齿轮，5.3、第二过渡轴齿轮，5.4、第三关节轴齿轮， 6、第一关节轴，7、第一过渡轴， 8、第二关节轴， 9、第二过渡轴，10、第三关节轴， 11、指端，12、手掌基座。

具体实施方式

欠驱动三指灵巧指，其特征在于：

（1）  采用了欠驱动结构，三个关节由一个电机驱动