[发明专利]一种末端轨迹可控的模块化欠驱动手指

说明书

一种末端轨迹可控的模块化欠驱动手指，它涉及一种模块化欠驱动手指。本发明是为了解决由于欠驱动机械手关节运动的耦合性而使得手指末端轨迹不确定运动，导致现有欠驱动机械手存在失去必要的手指灵活性的问题。本发明的第一关节、第二关节和第三关节顺次可转动连接，导轮机构、复位机构和锁紧机构安装在第一关节、第二关节和第三关节上，导轮机构在动力驱动部分的带动下实现手指的抓取动作，复位机构实现抓取动作后的伸展复位动作，锁紧机构实现第一关节、第二关节或第三关节中的一个或多个关节的启用与否。本发明用于智能机器人的末端执行机械手上。

技术领域

本发明涉及一种模块化欠驱动手指，具体涉及一种末端轨迹可控的模块化欠驱动手指。

背景技术

机械手能够模仿人手的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手作为智能机器人与周围环境交互的一个重要接口，其重要性不言而喻。在移动机器人中，特别是采用电源提供能量的移动机器人，减少能源消耗是一个要特别考虑的指标。因此，驱动单元少、能量消耗少的欠驱动机械手就成为移动机器人的首选。但与全驱动机械手各关节运动和抓取力完全由驱动单元决定，欠驱动机械手各关节的运动还受到机械结构和外界接触的影响，这就使其手指的运动具有极强的运动耦合性，导致其指尖轨迹具有不确定性，相比全驱动机械手丧失了抓取的灵活性，这对要求欠驱动机械手精确抓取物体(捏取、操作等动作)提出了严峻的考验。故如何在保持欠驱动手本身优势的前提下，还能提高其抓取灵活性就成为了一个亟待解决的问题。同时，由于抓取物体的种类较多，如何能更好的拓扑欠驱动机械手的结构也是再设计时必须要考虑的问题。

综上所述，由于欠驱动机械手关节运动的耦合性而使得手指末端轨迹不确定运动，导致现有欠驱动机械手存在失去必要的手指灵活性的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决由于欠驱动机械手关节运动的耦合性而使得手指末端轨迹不确定运动，导致现有欠驱动机械手存在失去必要的手指灵活性的问题。进而提供一种末端轨迹可控的模块化欠驱动手指。

本发明的技术方案是：一种末端轨迹可控的模块化欠驱动手指包括动力驱动部分和关节部分，关节部分与动力驱动部分的输出端连接，关节部分包括第一关节、第二关节、第三关节、导轮机构、复位机构和锁紧机构，第一关节、第二关节和第三关节顺次可转动连接，导轮机构、复位机构和锁紧机构安装在第一关节、第二关节和第三关节上，导轮机构在动力驱动部分的带动下实现手指的抓取动作，复位机构实现抓取动作后的伸展复位动作，锁紧机构实现第一关节、第二关节或第三关节中的一个或多个关节的启用与否。

进一步地，动力驱动部分包括电机、连接套、固定套、指座、绕线轮、第一引导轮和第二引导轮，电机、连接套、固定套和指座顺次连接，绕线轮安装在连接套内并与电机的输出端连接，第一引导轮位于连接套内，第二引导轮位于固定套内。

进一步地，动力驱动部分还包括收紧轮盖和引轮支架，收紧轮盖安装在连接套内并套装在电机的输出轴上，引轮支架安装在连接套上，第二引导轮部分伸入到固定套内，第一引导轮和第二引导轮均安装在引轮支架上。

进一步地，第一关节包括两个指座连接板、第一关节轴和两个第一挡板；第二关节包括第二关节轴和两个第二挡板，第三关节包括第三关节轴和两个第三挡板，相对设置的两个指座连接板的一端通过销轴与指座连接，两个指座连接板的另一端与相对设置的两个第一挡板的一端通过第一关节轴可转动连接；相对设置的两个第二挡板的一端与两个第一挡板的另一端之间通过第二关节轴可转动连接；相对设置的两个第三挡板的一端与两个第二挡板的另一端之间通过第三关节轴可转动连接。