[实用新型]一种自适应绳驱式欠驱动三指机械手

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业机器人，特别是公开一种自适应绳驱式欠驱动三指机械手。

背景技术

在工业应用领域内，机器人的末端执行器多采用夹钳式机械手，通过两指的张合，实现物料的夹持和搬运。这种机械手的手指需要根据所夹持物体的形状进行设计，一般只能实现特定的抓取任务，不能适应物体外形的变化。当执行不同的作业任务时，需要重新设计手爪，通用性较差，且会增加生产成本。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有很高的通用性、稳定性和可靠性，可与工业机器人进行高效配合，提高工业生产的自动化程度的自适应绳驱式欠驱动三指机械手。

本实用新型是这样实现的：一种自适应绳驱式欠驱动三指机械手，包括手掌、手指组件、机械手腕，其特征在于：所述手指组件由结构相同的1个第一固定手指和2个第二转动手指组成，所述第一固定手指的底部固定在所述手掌上，所述第二转动手指与固定在所述手掌中心、并能使所述第二转动手指沿手掌中轴线水平转动的齿轮转动机构相连；

所述第一固定手指、第二转动手指分别包括指部、指部弯曲控制电机、基座、连为一体的倾斜底座和水平底座，所述倾斜底座的顶部相对于手掌中心向外倾斜、所述倾斜底座与水平底座之间的夹角呈钝角；所述指部与所述基座相连，所述基座通过滑动机构与所述倾斜底座相连，所述滑动机构能使所述基座沿所述倾斜底座的轴线方向来回滑动；所述第二转动手指的水平底座与所述齿轮转动机构相连；所述指部弯曲控制电机固定在所述倾斜底座上，所述指部弯曲控制电机通过链绳与所述指部相连。

所述齿轮转动机构包括一固定圆锥齿轮、一固定轴、数量与所述第二转动手指数量相对应的转动驱动组件，所述转动驱动组件包括转动圆锥齿轮、连接杆、齿轮联轴器和齿轮电机；

所述固定圆锥齿轮固定在所述固定轴上，所述固定轴的下端固定在所述手掌的上部中心，所述转动圆锥齿轮套接在所述连接杆上，且所述转动圆锥齿轮与所述固定圆锥齿轮相啮合，所述连接杆的一端与所述固定轴相连，所述连接杆的另一端通过所述齿轮联轴器与所述齿轮电机相连，所述齿轮电机固定在所述第二转动手指的水平底座上。

所述滑动机构包括滑动导轨、丝杠、丝杠联轴器、丝杠电机，所述滑动导轨固定在所述倾斜底座上且与所述基座滑动相连，所述丝杠的一端与所述基座相连，所述丝杠的另一端通过所述丝杠联轴器与所述丝杠电机相连，所述丝杠电机固定在所述倾斜底座上。

所述指部包括依次相连的近指节滑轮轴、近指节、中指节滑轮轴、中指节、远指节滑轮轴、远指节，所述近指节滑轮轴与所述基座相连，所述链绳的一端与所述指部弯曲控制电机相连，所述链绳的另一端依次绕过近指节滑轮轴、中指节滑轮轴、远指节滑轮轴后与所述远指节相连。

所述指部弯曲控制电机为绳轮电机，所述链绳为钢丝绳。

所述倾斜底座与水平底座之间的夹角为135度。

所述水平底座的上方设有固定盖，所述齿轮转动机构的顶部固定在所述固定盖上，所述固定盖与所述手掌之间设有支撑件。

所述机械手腕包括一个支撑座、一个中心链、三个侧链，所述中心链包括依次相连的第一转动座、第一十字支架、双头万向杆、第二十字支架、第二转动座和支撑杆，所述第一转动座的顶部与所述手掌的底部相连，所述支撑杆的底部与所述支撑座相连；所述侧链包括相互铰接的长杆和短杆，所述长杆的底部与所述支撑座相连，所述短杆的顶部与所述手掌的底部铰接。

所述支撑座内设有4组伸缩控制器，每组所述伸缩控制器主要由连接导轨和导轨控制电机组成，所述导轨控制电机固定在所述支撑座内，所述支撑杆、长杆的底部分别与1组所述伸缩控制器的导轨控制电机相连，所述支撑杆的下部侧面、长杆的下部侧面分别通过所述连接导轨与所述支撑座相连。

本实用新型所述手掌上具有9个指部自身的转动自由度、3个由滑动机构带来的移动自由度以及2个由齿轮转动机构带来的转动自由度；手腕具有三个侧链的6个转动自由度，3个长杆与支撑座之间的上下移动自由度，中心链支撑杆与支撑座之间的1个上下移动自由度，第一转动座和第二转动座的2个转动自由度以及双头万向杆两端的2个的转动自由度；共计28个自由度。手指组件和侧链都采用模块化设计，节约成本、方便加工。所述手指组件由指部弯曲控制电机通过链绳传动来实现指部的弯曲，通过滑动机构推动基座的移动来实现指部的变形。通过中心链和三个侧链在支撑座内的连接导轨上的移动能实现手腕的360°旋转。