[实用新型]连杆带轮无级变耦自适应机器人手指装置

说明书

连杆带轮无级变耦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、两个关节轴、两个电机、连杆传动机构、带轮传动机构、自锁传动机构、簧件、限位块、推板等。该装置综合实现了双关节机器人手指耦合捏持与自适应包络抓取的功能：既能耦合联动两个指段去捏持小尺寸物体，抓取快速，也能先后转动第一指段和第二指段去自适应包络抓取不同形状、尺寸的物体；能够调节耦合比例，在快速抓取物体和大范围抓取性能之间进行切换，获得更好的抓取稳定性，抓取范围大；采用欠驱动的方式，在抓取时利用一个电机驱动两个关节，无需复杂的传感和控制系统。该装置结构紧凑、体积小、重量轻，制造和维护成本低。

技术领域

本实用新型属于机器人手技术领域，特别涉及一种连杆带轮无级变耦自适应机器人手指装置的结构设计。

背景技术

人手是人抓取和搬移物体的主要部件。随着人类对机器人要求的增大，人们对机器人手的期望也越来越高。现有机器人手主要分为仿人多指手、特种手两大类，其中仿人多指手是具有手指的机器人手，又细分为工业夹持器、灵巧手和欠驱动手。其中欠驱动手具有耦合、平夹或自适应抓取模式，能够降低控制难度，提高抓取稳定性，抓取适用面宽，成本低。

平夹欠驱动手指主要用于工业抓取领域，耦合欠驱动手指主要用于仿人服务机器人领域，因为耦合抓取的过程比较拟人化，动作自然，抓取小尺寸物体时可以用耦合多关节联动的方式捏持，抓取比较精确，抓取大尺寸物体时又可以采用自适应抓取的方式，实现了对不同形状尺寸物体的适应性，抓取稳定性高。

已有的一种耦合欠驱动一体化双关节机器人手指装置(中国发明专利CN101664930B)，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴、远关节轴、电机、减速器、四个连杆等。该装置虽然可以实现耦合抓取和自适应抓取，对所抓物体具有自适应效果，但是，在耦合抓取过程中，第二指段绕远关节轴转动的角度始终和第一指段绕近关节轴转动的角度成固定的比例，无法更改耦合比例，耦合抓取过程无法满足快速抓取与大范围抓取之间的矛盾。

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术的不足之处，提供一种连杆带轮无级变耦自适应机器人手指装置，具有多种抓取模式，并且能够调节耦合比例，在快速抓取和大范围抓取性能之间进行切换，获得更好的抓取稳定性。

为实现前述目的本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型设计的连杆带轮无级变耦自适应机器人手指装置，包括基座、第一指段、第二指段、近关节轴和远关节轴；所述近关节轴套设在基座中；所述第一指段套固在近关节轴上；所述远关节轴套设在第一指段中；所述第二指段套固在远关节轴上；所述近关节轴的中心线与远关节轴的中心线平行；

该连杆带轮无级变耦自适应机器人手指装置还包括第一轴、第二轴、第三轴、第一连杆、第二连杆、第一可动带轮、第一固定带轮、第二可动带轮、第二固定带轮、带轮、第一簧件、第一电机、第二电机、第一传动机构、第二传动机构、第二簧件、限位块和推板；所述第一电机与基座固接；所述第一电机的输出轴与第一传动机构的输入端相连；所述第一传动机构的输出端与第一连杆相连；所述第一连杆的一端套接在第一轴上，第一连杆的另一端通过第二轴与第二连杆的一端铰接；所述第二连杆的另一端套接在第三轴上；所述第一轴套接在基座上；所述第三轴套接在第二指段上；所述第二电机与基座固接；所述第二电机的输出轴与第二传动机构的输入端相连；所述第二传动机构为自锁传动机构，其输出端与推板相连；所述推板与第一可动带轮相连；所述第一簧件一端与第一指段连接，另一端与第一固定带轮连接；所述第一可动带轮和第一固定带轮套接在近关节轴上；所述第二可动带轮和第二固定带轮套固在远关节轴上；所述带轮分别连接第一可动带轮、第一固定带轮和第二可动带轮、第二固定带轮，传动带呈“O”形，所述传动带、第一可动带轮、第一固定带轮、第二可动带轮、第二固定带轮构成带轮传动关系；所述第二簧件的两端分别连接第一连杆和第二连杆；所述限位块与第二连杆固接；在初始状态时，所述限位块与第一连杆接触；