[发明专利]一种解耦三自由度指掌可变型抓取机构

权利要求书

1.一种解耦三自由度指掌可变型抓取机构，其特征在于：包括中心转轴组件（1）、空间连杆组件（2）、手掌组件（3）、欠驱动手指组件（4）、手指牵引组件（5）；所述空间连杆组件（2）安装于中心转轴组件（1）的中上部，所述手掌组件（3）安装于中心转轴组件（1）的中部，所述空间连杆组件（2）连接所述中心转轴组件（1）与所述手掌组件（3），所述中心转轴组件（1）为手掌组件（3）提供动力；所述手掌组件（3）由中心转轴组件（1）与空间连杆组件（2）提供支撑，起到模拟手部运动时手掌变形的作用；所述欠驱动手指组件（4）安装于手掌组件（3）的上部，起到自适应物体表面并实施抓取的作用；所述手指牵引组件（5）安装于中心转轴组件的底座上，用于引导欠驱动手指组件（4）周向变位；

所述中心转轴组件（1）包括旋转台（101）、支撑轴（102）、周向支撑环（103）、底座（104）、电机A（105）和联轴器A（106）；所述支撑轴（102）为中空阶梯轴；所述底座（104）位于支撑轴（102）底部；所述周向支撑环（103）呈套筒状，安装于支撑轴（102）中段，所述周向支撑环（103）周向均布三个连接耳，用于连接手掌组件（3）；所述电机A（105）安装于支撑轴（102）内部，所述旋转台（101）呈圆盘状，安装于支撑轴（102）的上部，通过所述联轴器A（106）与支撑轴（102）内部的电机A（105）相连接；所述电机A（105）为旋转台（101）提供动力，使旋转台（101）绕支撑轴（102）做旋转运动；

所述手掌组件（3）共三组，包括两个侧翻转板（305）和一个正翻转板（306），两个所述侧翻转板（305）、一个所述正翻转板（306）分别通过翻转轴（301）连接至周向支撑环（103）的连接耳，所述侧翻转板（305）、正翻转板（306）可绕翻转轴（301）做旋转运动；还包括旋转盘（307），所述旋转盘（307）的中部呈圆盘状，外周均匀设有三个扇形叶片，所述旋转盘（307）安装在支撑轴（102）上，位于周向支撑环（103）下方，三个所述扇形叶片分别对应两个侧翻转板（305）和一个正翻转板（306）；所述旋转盘（307）与支撑轴（102）间隙配合，所述旋转盘（307）与旋转台（101）通过三根立柱（107）固定连接；所述侧翻转板（305）、正翻转板（306）板中开设有沿支撑轴（102）径向设置的直线槽口（308），所述侧翻转板（305）上还设有与支撑轴（102）同心的弧形槽口（309），所述弧形槽口（309）与所述直线槽口（308）在靠近支撑轴（102）的一端相连互通；所述旋转盘（307）的扇形叶片中开设有与侧/正翻转板的直线槽口/弧形槽口一一对应的槽口；

所述空间连杆组件共有三组，周向均匀安装于支撑轴（102）上部外侧，每组均由上球面副（201）、空间连杆（202）和下球面副（203）组成；所述上球面副（201）安装于旋转台（101）下表面；所述下球面副（203）安装于侧翻转板（305）或正翻转板（306）上表面，所述空间连杆（202）两端分别与对应的上球面副（201）和下球面副（203）相配合连接；

所述欠驱动手指组件（4）共有三组，绕支撑轴（102）周向均匀排列，安装在正翻转板/侧翻转板上，所述欠驱动手指组件（4）包括自上而下设置的上指节（401）、柔性块（403）、拉簧B（411）、下指节（404）、销轴（406）、卷簧（410）、指节底座（407）；上指节（401）、下指节（404）通过柔性块（403）与拉簧B（411）连接；下指节（404）、指节底座（407）通过销轴（406）与卷簧（410）连接；所述指节底座（407）底部设有长柱，所述长柱依次穿过侧翻转板（305）或正翻转板（306）的槽口和旋转盘（307）的槽口延伸至旋转盘（307）下部；还包括指节牵引组件，所述指节牵引组件包括第一腱绳（409），设置在上指节（401）外侧的第一滑轮（402），设置在下指节（404）外侧的第二滑轮（405），设置在指节底座（407）外侧的第三滑轮（408），所述第一腱绳（409）一端固定于上指节第一滑轮（402）处，第一腱绳（409）末端依次穿过第二滑轮（405）、第三滑轮（408），由正/侧翻转板的端部洞口处向下引出，并系于正/侧翻转板下部的凸起处；

所述手指牵引组件（5）包括中空圆柱（501）、绕线台（505）和第二腱绳，所述中空圆柱（501）设于底座（104）上表面，位于两个所述侧翻转板（305）之间，中空圆柱（501）内部安装有电机B（503），所述绕线台（505）安装于中空圆柱（501）顶部，通过联轴器B（504）与电机B（503）连接，由电机B（503）提供旋转动力；所述第二腱绳一端绕于绕线台（505），另一端与欠驱动手指组件（4）连接；所述第二腱绳牵引欠驱动手指组件（4）沿弧形槽口（309）移动，以改变欠驱动手指组件（4）周向位置。