[发明专利]双段滑杆支撑式末端直线平夹自适应机器人手指装置

说明书

技术领域

本发明属于机器人手技术领域，特别涉及一种双段滑杆支撑式末端直线平夹自适应机器人手指装置的结构设计。

背景技术

欠驱动机器人手通过少数电机驱动多个自由度关节，以达成对物体的抓取，较少的电机数量节省了机器人手的手掌空间，藏入手掌的电机可以选择更大的功率和体积，出力大，同时欠驱动机械手无需实时电子传感，简化了机器人手的控制系统，可以实现对物体的稳定抓取，控制简单方便，成本低。

已有的一种欠驱动手指装置(美国专利US8973958B2)包括五个连杆、弹簧、电机等，该装置实现了圆弧平夹与自适应抓取模式。在工作时，该装置先保持末端指段相对基座姿态不变，进行圆弧轨迹的平动，达到平夹的效果，或者实现自适应包络抓取。其不足之处在于：该装置在平夹阶段是一种圆弧平动末端指段，无法实现直线平动末端指段，在工作台上夹持不同尺寸的薄板物体时需要机械臂协同配合，以调整机器人手的位置，从而增加了控制难度，不利于高速柔性抓取。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种双段滑杆支撑式末端直线平夹自适应机器人手指装置。该装置具有两种抓取模式，既能直线轨迹平动第二指段末端实现直线平夹抓取模式，又能在第一指段抓取物体后自动弯曲远关节，达到自适应包络握持不同形状、尺寸物体的功能，实现自适应抓取模式；抓取范围大，控制简单，成本低。

本发明的技术方案如下：

本发明所述的一种双段滑杆支撑式末端直线平夹自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、第一连杆、第二连杆、第一轴、第二轴、第三轴、电机、传动机构、第一限位凸块和第一簧件；所述电机固接在基座上，所述电机的输出轴与传动机构输入端相连，所述传动机构的输出端与第一连杆相连；所述近关节轴套设在基座中，所述第一指段套接在近关节轴上，所述远关节轴套设在第一指段中，所述第二指段套接在远关节轴上；所述第一轴套设在基座中，所述第一连杆的一端套接在第一轴上，第一连杆的另一端套接在第二轴上；所述第二连杆的一端套接在第二轴上，第二连杆的另一端套接在第三轴上；所述第二指段套接在第三轴上；所述第一簧件的两端分别连接第一连杆和第二连杆；所述近关节轴、远关节轴、第一轴、第二轴和第三轴相互平行，设近关节轴的中心为A，远关节轴的中心为B，第一轴的中心为C，第二轴的中心为D，第三轴的中心为E，线段AC等于线段BE，线段AB在初始状态时等于线段CE，线段AC与近关节轴的中心线垂直，点D位于四边形ABEC的外侧；所述第一限位凸块与第二连杆固接，在初始状态时第一限位凸块与第一连杆接触，第一限位凸块限制线段CD与线段DE的夹角不小于初始状态的夹角；其特征在于：该双段滑杆支撑式末端直线平夹自适应机器人手指装置还包括滑槽、滑块、第一辅助杆、第四轴、第二辅助杆、第二指段表面罩、第二限位凸块和第二簧件；所述滑槽固接在基座上，所述滑块滑动镶嵌在滑槽中，滑块的滑动方向与线段AC平行；所述第一辅助杆的一端与滑块固接，第一辅助杆的另一端套接在第四轴上；所述第四轴与远关节轴平行；所述第二辅助杆的一端套接在第四轴上，第二辅助杆的另一端与第二指段表面罩固接；所述第二指段表面罩滑动镶嵌在第二指段上；所述第二限位凸块与第二辅助杆固接；在初始状态时第二限位凸块与第一辅助杆接触；设第一指段靠向物体的转动方向为近关节正方向，第一指段远离物体的运动方向为近关节反方向；设初始状态时第二辅助杆相对于第一辅助杆的旋转角度为0度，从初始位置开始，第二辅助杆朝近关节正方向旋转时的转动方向为正，第二辅助杆朝近关节反方向的转动角度为负，所述第二限位凸块限制第二辅助杆的转动方向只能为正；所述第二簧件的两端分别连接第一辅助杆和第二辅助杆。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：

本发明装置利用电机、多个连杆、两个辅助杆、滑块、滑槽、两个限位凸块和两个簧件等综合实现了机器人手指直线平夹和自适应抓取；该装置在平行夹持阶段第二指段末端沿直线轨迹平动，适用于工作台上平夹捏持不同尺寸的薄板物体，无需机械臂的协同配合去调整机器人手的位置，降低了控制难度。该装置既能直线平动第二指段进行直线平夹，也能在第一指段抓取物体后自动包络物体，自适应抓取不同大小、形状物体；利用单个电机驱动两个关节，无需复杂的实时传感与控制系统，成本低，适用于机器人手。

附图说明

图1是本发明设计的滑杆辅助末端直线平夹自适应机器人手指装置的一种实施例的立体外观图。

图2是图1所示实施例的正视图。

图3是图1所示实施例的侧面外观图(图2的右视图)。