[发明专利]顺从欠促动抓紧器

说明书

相关申请

本申请要求2012年11月9日提交的美国临时专利申请No. 61/724,506、2012年11月9日提交的No. 61/724,512，以及2012年11月9日提交的No. 61/724,517；以及2013年3月15日提交的美国专利申请No. 13/833,580、2013年3月15日提交的No. 13/833,631和2013年3月15日提交的No. 13/833,687的权益和优先权，这些申请的公开通过引用以它们的整体并入本文中。

政府支持声明

本发明是在美国国防部先进研究项目局(DARPA)关于DARPA自主机器人操纵-硬件轨迹(ARM-H)所授予的DARPA合同No. W91CRB-10-C-0141的支持下完成的。政府对本发明具有某些权利。

背景技术

端部效应器或抓紧器通常安装在机器人臂上，并且用于操纵和/或抓持选定环境中的物体。环境可为结构化或非结构化的。

发明内容

根据本发明的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括基部和多个手指。多个手指中的至少一个包括：近侧指骨；将近侧指骨连接于基部的近侧接头；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的远侧接头；以及用于移动指骨的部件。近侧接头和远侧接头中的至少一个包括挠曲接头，挠曲接头具有沿挠曲接头的第一方向的第一顺从性和沿挠曲接头的第二方向的第二顺从性，其中，第二顺从性比第一顺从性更硬。远侧指骨包括：圆形端面；以及提升部分，其包括在圆形端面附近的提升边缘。部件平行于挠曲接头的第一方向起作用。抓紧器进一步包括与部件相关联的至少一个促动器。抓紧器具有少于自由度的促动器。

在一些实施例中，提升边缘是自由终端边缘，并且远侧指骨包括限定在圆形端面和提升边缘之间的提升凹槽。根据一些实施例，圆形端面在基本上垂直于提升凹槽的纵向轴线的平面中限定弧形。在一些实施例中，提升凹槽具有范围为大约1 mm至3 mm的深度。

圆形端面可由比提升部分更软的材料形成。在一些实施例中，圆形端面的更软的材料具有范围为大约0肖氏硬度A至60肖氏硬度A的硬度，并且提升部分具有至少大约100 Gpa的硬度。

抓紧器可包括能够运行来选择性地调节提升边缘相对于圆形端面的位置的调节机构。

在一些实施例中，远侧指骨具有基本上平坦的内部抓持面和独特的相对的沿轴向延伸的内部侧边缘。

根据本发明的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括基部和多个手指。多个手指中的至少一个包括：近侧指骨；将近侧指骨连接于基部的近侧接头；远侧指骨；将远侧指骨连接于近侧指骨的远侧接头；以及用于移动指骨的部件。近侧接头和远侧接头中的至少一个包括挠曲接头，挠曲接头具有沿挠曲接头的第一方向的第一顺从性和沿挠曲接头的第二方向的第二顺从性，其中，第二顺从性比第一顺从性更硬。部件平行于挠曲接头的第一方向起作用。抓紧器进一步包括与部件相关联的至少一个促动器。远侧指骨具有基本上平坦的内部抓持面和独特的相对的沿轴向延伸的内部侧边缘。抓紧器具有少于自由度的促动器。

在一些实施例中，平坦内部抓持面基本上平行于挠曲接头的主弯曲轴线。

平坦内部抓持面可由弹性体材料形成。

在一些实施例中，挠曲接头包括由弹性体材料形成的挠曲连结件。

在一些实施例中，远侧指骨在垂直于第一方向的横截面中为基本上长方形。

根据本发明的实施例，一种顺从欠促动抓紧器包括基部、两个手指趾和与两个手指趾相对的拇指趾。手指趾和拇指趾均包括：近侧指骨；远侧指骨；将近侧指骨直接连接于远侧指骨的远侧接头，远侧接头沿第一方向是顺从的；将近侧指骨直接连接于基部的近侧接头，近侧接头沿第二方向是顺从的；以及用于移动近侧指骨和远侧指骨的腱索，其中，腱索基本上平行于顺从性的第一方向，并且基本上改变远侧接头沿第一方向的顺从性。抓紧器进一步包括用以移动手指趾和拇指趾的至少一个促动器。各个远侧指骨具有为连接于其的近侧指骨的长度的0.60倍至0.66倍的长度。两个手指趾中的各个的近侧接头与拇指的平均距离是两个手指趾的近侧指骨的平均长度的1.30倍至1.44倍。抓紧器具有少于自由度的促动器。

在一些实施例中，基部包括在手指趾和拇指趾之间的手掌，并且手掌具有范围为近侧指骨的平均长度的大约1.21倍至1.33倍的主要尺寸。

在一些实施例中，手指趾的近侧接头之间的间距的范围为近侧指骨的平均长度的大约0.97倍至1.08倍。