[发明专利]平夹感知自适应机器人手指装置及其控制方法

摘要

平夹感知自适应机器人手指装置及其控制方法，属于机器人手技术领域。该装置包括基座、两个指段、两个关节轴、驱动器、复合柔性杆、传感器、控制模块和电机驱动模块等。该装置可以更好地实现平行夹持及自适应抓取的功能，根据目标物体形状和位置的不同，既能平动第二指段捏持物体，也能依次转动第二指段和第一指段自适应不同形状、大小的物体；该装置抓取范围大，抓取过程稳定，抓取力可控，传动链短，对不同物体抓取时无需重新编程，使用简单方便；该装置可实现高灵巧性、高自适应性、高可靠性、高稳定性和低控制难度，适用于机器人手。

主权项

一种平夹感知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、复合柔性杆、第一电机、第二电机、第一触发传感器、第二触发传感器、停放传感器、停抓传感器、控制模块和电机驱动模块；所述第一电机与基座固接；所述第二电机与基座固接；所述近关节轴的轴线与远关节轴的轴线平行；所述控制模块包括停放输入端、停抓输入端、第一触发输入端、第二触发输入端、电机驱动输出端和复位端；其特征在于：该平夹感知自适应机器人手指装置还包括第一传动机构、第二传动机构、第一传动轮、第二传动轮、柔性传动件、连杆、第一连杆轴、第二连杆轴；所述近关节轴活动套设在基座中；所述远关节轴活动套设在第一指段中；所述第一指段套接在近关节轴上；所述第二指段套接在远关节轴上；所述第一传动机构设置在基座中；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活动套设在近关节轴上；所述第二传动机构设置在基座中，所述第二电机的输出轴与第二传动机构的输入端相连，所述第二传动机构的输出端与柔性传动件的一端相连；所述柔性传动件的另一端与第二传动轮固接；所述第一传动轮活动套设在近关节轴上，所述第二传动轮套接在远关节轴上，第二传动轮与连杆固接；所述第一连杆轴活动套设在基座中；所述第二连杆轴活动套设在连杆上；所述连杆与第二指段固接；所述连杆的长度与第一连杆轴轴线到近关节轴轴线的长度相等；所述连杆与远关节轴轴线垂直；所述复合柔性杆、连杆、第一指段和基座四者在复合柔性杆处于原长时构成平行四连杆机构；定义抓取物体的一侧为该平夹感知自适应机器人手指装置的前方，相对的另一侧即远离抓取物体的那一侧为该装置的后方；所述柔性传动件依次从前方缠绕经过第一传动轮，穿过第一指段，从前方缠绕经过第二传动轮；所述柔性传动件采用传动带、腱绳或链条；所述第一传动轮采用带轮、绳轮或链轮，所述第二传动轮采用带轮、绳轮或链轮；所述柔性传动件、第一传动轮和第二传动轮三者之间配合形成带轮传动关系、绳轮传动关系或链轮传动关系；所述控制模块的复位端连接复位信号；所述控制模块的电机驱动输出端与电机驱动模块的输入端连接；所述电机驱动模块的输出端分别与第一电机、第二电机的引线连接；所述的第一触发传感器的信号引出端与控制模块的第一触发输入端连接；所述的第一触发传感器固定安装在第一指段的抓取面，采集所抓物体碰触第一指段的信息；所述的停抓传感器的信号引出端与控制模块的停抓输入端连接；所述的停抓传感器固定安装在第二指段的抓取面，采集所抓物体碰触第二指段的信息；所述的第二触发传感器的信号引出端与控制模块的第二触发输入端连接；所述的第二触发传感器固定安装在复合柔性杆上，采集复合柔性杆恢复到某个设定长度的信息；所述的停放传感器的信号引出端与控制模块的停放输入端连接；所述的停放传感器固定安装在基座上，采集第一指段相对于基座绕近关节轴转动到某个设定角度的信息；所述的控制模块运行控制程序，利用来自传感器的各种信号，发出指令通过电机驱动模块驱动电机转动，实现弯曲或伸直手指的功能。