[发明专利]一种解耦三自由度指掌可变型抓取机构

说明书

本发明涉及机器人技术领域，提供一种解耦三自由度指掌可变型抓取机构，包括中心转轴组件、空间连杆组件、手掌组件、欠驱动手指组件；所述空间连杆组件安装于中心转轴组件的中上部，所述手掌组件安装于中心转轴组件的中部，所述空间连杆组件连接所述中心转轴组件与所述手掌组件，所述中心转轴组件为手掌组件提供动力；所述手掌组件由中心转轴组件与空间连杆组件提供支撑，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安装于手掌组件的上部，起到自适应物体表面并实施抓取的作用。本发明抓取过程中，欠驱动手指组件沿手掌组件向中心转轴组件靠拢同时发生角度倾斜，模拟手掌变化的手部抓取运动，同时自适应物体表面并实施抓取。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种解耦三自由度指掌可变型抓取机构。

背景技术

针对人手部运动的多种表现形式而开发出的各类机械手是机器人学领域的一个重要研究对象。机械手具有灵巧度高、抓取方式多样、通用性强等优点，可以有效替代人工完成繁重或危险的各种操作，被广泛应用于轻工业、电子、机械制造、抢险救灾等诸多领域。欠驱动机械手具有结构简单，控制方便等诸多优点，是机械手发展的主要方向之一。

中国发明专利申请公布号CN 102092049 A(名称：具有可变形手掌的仿人灵巧手)公开了一种可变手掌自由度和形状的变胞多指灵巧手，该发明的手掌可控自由度较多，属于全驱动手掌范畴，具有复杂的机械结构与控制方法，零部件拆卸困难。

中国发明专利申请公布号CN 104875182 A(名称：一种可实现被动包络的可变手掌型柔性机械手爪)公开一种通过铰链与转动副实现了手指间距可变的被动柔性机械手爪，但是该四指抓取机构未能实现手指的周向移动与手掌的倾角变化，抓取适用范围受限，在抓取细长条状物体时抓取力量不均衡，抓取稳定性不足。

中国发明专利申请公布号CN 104647395 A(名称：一种可变构型机械手掌)公开一种通过叉式机构与齿轮啮合驱动连杆运动实现了机械手掌的伸缩变位，可以在一定范围内对不同形状的物体进行抓取。但该结构中机械手指实现了径向的伸缩变位，未能实现周向移动与手掌的倾角变化。

目前机械手的研究方向往往以提升手部灵巧性为目标。而人的手指骨骼与手掌骨骼紧紧相连，在真正的手部运动中，手掌的形态改变与手部运动的灵活性密不可分。现有的可以灵活改变手掌形态的机械手多数为全驱动结构，结构复杂，操作困难；现有的欠驱动手大多关注于手指如何适应贴合物体表面，而少有研究手掌部位的抓取形态变化。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种解耦三自由度指掌可变型抓取机构。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：

一种解耦三自由度指掌可变型抓取机构，包括中心转轴组件、空间连杆组件、手掌组件、欠驱动手指组件、手指牵引组件；所述空间连杆组件安装于中心转轴组件的中上部，所述手掌组件安装于中心转轴组件的中部，所述空间连杆组件连接所述中心转轴组件与所述手掌组件，所述中心转轴组件为手掌组件提供动力；所述手掌组件由中心转轴组件与空间连杆组件提供支撑，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安装于手掌组件的上部，起到自适应物体表面并实施抓取的作用；所述手指牵引组件安装于中心转轴组件的底座上，用于引导欠驱动手指组件周向变位。

进一步地，所述中心转轴组件包括旋转台、支撑轴、周向支撑环、底座、电机A和联轴器A；所述支撑轴为中空阶梯轴；所述底座位于支撑轴底部；所述周向支撑环呈套筒状，安装于支撑轴中段，所述周向支撑环周向均布三个连接耳，用于连接手掌组件；所述电机A安装于支撑轴内部，所述旋转台呈圆盘状，安装于支撑轴的上部，通过所述联轴器A与支撑轴内部的电机A相连接；所述电机A为旋转台提供动力，使旋转台绕支撑轴做旋转运动。