[发明专利]连杆带轮直线平夹感知自适应机器人手指装置

摘要

连杆带轮直线平夹感知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、两个驱动器、多个连杆、多级带轮传动机构、凸块拨盘、多个传感器和内置控制程序的控制模块。本发明装置实现了机器人手指直线平行夹持与自适应抓取的功能，尤其是针对工作台上薄板零件能够实现良好夹持；采用四连杆机构实现了远关节轴沿着直线运动，采用带轮、连杆机构配合实现第二指段的平动；采用多个传感器、控制模块和内置的控制程序实现自适应抓取功能，可以适应不同形状、大小物体的抓取；抓取范围大，抓取稳定可靠；利用两个驱动器驱动两个关节；该装置结构简单、体积小、重量轻，加工、装配和维修成本低。

主权项

1.一种连杆带轮直线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、第一驱动器和第二驱动器；所述第一驱动器与基座固接；所述第二驱动器与基座固接；所述近关节轴的中心线与远关节轴的中心线平行；所述第二指段套固在远关节轴上；所述远关节轴套设在第一指段中；所述第一指段套接在近关节轴上；其特征在于：该连杆带轮直线平夹感知自适应机器人手指装置还包括第一连杆、第二连杆、第一轴、第二轴、第三轴、第一传动机构、第二传动机构、触发传感器、停抓传感器、凸块拨盘、第一停放传感器、第二停放传感器、第一传动轮、第一柔性传动件、第二传动轮、第三传动轮、第二柔性传动件、第四传动轮和控制模块；所述第一驱动器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轴相连；所述第一轴套设在基座中；所述第一连杆套固在第一轴上；所述第二轴套设在第一连杆上，所述第一指段的一端套接在第二轴上；所述第三轴套设在基座中，所述第二连杆的一端套接在第三轴上，第二连杆的另一端套接在近关节轴上；所述近关节轴套设在第一指段的中部；设第一轴的中心为点A，第二轴的中心为点B，近关节轴的中心为点C，远关节轴的中心为点D，第三轴的中心为点E，线段BC的长度、线段CD的长度和线段CE的长度三者相等，线段AE的长度等于线段AB的长度的2倍，线段CE的长度是线段AB的长度的2.5倍；所述第二驱动器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第三轴相连；所述第二传动机构为具有自锁功能的传动机构；所述凸块拨盘套固在第三轴上；所述第一传动轮套固在第三轴上，所述第一柔性传动件分别连接第一传动轮、第二传动轮，所述第一柔性传动件呈“O”字形，所述第一柔性传动件、第一传动轮、第二传动轮三者构成传动关系，所述第二传动轮套固在近关节轴上；所述第三传动轮套固在近关节轴上，所述第二柔性传动件分别连接第三传动轮、第四传动轮，所述第二柔性传动件呈“O”字形，所述第二柔性传动件、第三传动轮、第四传动轮三者构成传动关系，所述第四传动轮套固在远关节轴上；所述触发传感器安装在第一指段的表面，所述停抓传感器安装在第二指段的表面，所述第一停放传感器安装在基座上，所述第二停放传感器安装在基座上；当连杆带轮直线平夹感知自适应机器人手指装置处于初始状态时，所述第一连杆与第一停放传感器接触，所述凸块拨盘与第二停放传感器接触；所述控制模块分别与触发传感器、停抓传感器、第一停放传感器和第二停放传感器相连；所述控制模块分别与第一驱动器、第二驱动器相连；所述控制模块分别接收来自外界的抓取信号、释放信号；所述触发传感器的信号引出端与控制模块的触发输入端连接；所述触发传感器采集所抓物体碰触第一指段的信息；所述第一停放传感器的信号引出端与控制模块的第一停放输入端连接；所述的第一停放传感器采集第一连杆相对于基座绕第一轴转动到某个设定角度的信息；所述第二停放传感器的信号引出端与控制模块的第二停放输入端连接；所述第二停放传感器采集凸块拨盘相对于基座绕第三轴转动到某个设定角度的信息；所述停抓传感器的信号引出端与控制模块的停抓输入端连接；所述的停抓传感器采集所抓物体接触第二指段的信息；所述的控制模块运行控制程序，利用来自触发传感器、第一停放传感器、第二停放传感器和停抓传感器的各种信号，发出指令分别驱动第一驱动器、第二驱动器转动；所述控制模块中的控制程序采用的控制方法包括抓取方法和释放方法，控制模块接收到抓取信号后执行抓取方法，控制模块接收到释放信号后执行释放方法；所述抓取方法包括顺序执行如下步骤：a)发出指令驱动第一驱动器正转，b)当控制模块接收到触发传感器的触发信号，第一驱动器停止转动，并且发出指令驱动第二驱动器正转，c)当控制模块接收到停抓传感器的停抓信号，第二驱动器停止转动，抓取过程结束；所述释放方法包括顺序执行如下步骤：a)发出指令驱动第二驱动器反转，b)当控制模块接收到第二停放传感器的停放信号，第二驱动器停止转动，并且发出指令驱动第一驱动器反转，c)当控制模块接收到第一停放传感器的停放信号，第一驱动器停止转动，释放过程结束。