[发明专利]滑槽肘节连杆直线平夹自适应机器人手指装置

说明书

滑槽肘节连杆直线平夹自适应机器人手指装置，属于机器人手技术领域，包括基座、两个指段、驱动器、多个连杆、簧件和两个滑块等。该装置实现了机器人手指直线平行夹持与自适应抓取的功能；能直线平动第二指段去夹持物体，还能在第一指段接触物体之后，自动转动第二指段去接触物体，达到自适应包络不同形状、大小物体的目的；抓取范围大，抓取稳定可靠；利用一个驱动器驱动两个指段；该装置结构简单、体积小、重量轻，加工、装配和维修成本低。

技术领域

本发明属于机器人手技术领域，特别涉及一种滑槽肘节连杆直线平夹自适应机器人手指装置的结构设计。

背景技术

机器人手是机器人的重要组成部分。目前开发出来的机器人手分为拟人的多指手和非拟人的特种手，其中，拟人的多指手有工业夹持器、灵巧手和欠驱动手三类。工业夹持器在机器人领域应用广泛，结构和控制接单，但工作模式比较单一；灵巧手被定义为手指数量超过3个，独立驱动的关节自由度超过9个的多指机器人手，灵巧手使用灵活，应用领域广泛，但由于灵巧手的自由度和驱动灵巧手的电机数量多，造成制造和控制上的难度大；自适应欠驱动机器人手采用少量电机驱动多个自由度关节，由于电机数量少，藏入手掌的电机可以选择更大的功率和体积，出力大，同时纯机械式的反馈系统对环境敏感度低，工作状态稳定，而且能自动适应不同形状尺寸的物体，没有实时电子传感和闭环反馈控制的需求，降低了控制和制造难度，但是无法实施捏持抓取。

传统的机器人手在抓取物体时主要有两种抓取方法，一种是捏持，一种是握持。

捏持是用末端手指的指尖部分去夹取物体，采用两个点或两个软指面去接触物体，这种平行夹持抓取模式的优点是抓取定位精确，有利于机器人完成操作或装配等后续任务，而且这种模式抓取范围大——可以抓取从很小到很大尺寸范围的物体。一种直线平行夹持的工业夹持器已经被开发出，如日本川崎重工申请的专利WO2016063314A1，包括基座、电机、传动机构和多个连杆等。该夹持器实现了直线平夹的功能，但该装置存在明显的不足之处：不能实现自适应，这使它的工作模式单一，只能捏取物体，不能适应多种形状物体的稳定包络抓取。

握持是用手指的多个指段包络环绕物体来实现多个点的接触，达到更稳定的形状包络抓取。自适应欠驱动手指可以采用自适应包络物体的方式握持，但是无法实施末端平行夹持抓取，例如，已有的一种欠驱动两关节机器人手指装置(中国发明专利CN101234489A)，包括基座、电机、中部指段、末端指段和平行带轮式传动机构等。该装置实现了双关节欠驱动手指弯曲抓取物体的特殊效果，具有自适应性。该欠驱动机械手指装置的不足之处为：抓取方式主要为握持方式，难以实现较好的末端平行夹持抓取效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种滑槽肘节连杆直线平夹自适应机器人手指装置。该装置具有多种抓取模式，既能同时平动第一指段和第二指段捏持物体，也能先后合上第一指段和第二指段包络物体；抓取范围大，力量大，体积小，外观拟人；同时采用欠驱动的方式，利用一个驱动器驱动两个指段，无需复杂的传感和控制系统。

本发明的技术方案如下：