專利名稱：帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于擬人機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
技術(shù)背景與人類似，擬人機(jī)器人的多數(shù)功能要通過手部操作來實(shí)現(xiàn)，因而手部結(jié)構(gòu)是擬人機(jī)器人 的重要組成部分，其設(shè)計(jì)是擬人機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了增加手部的擬人化，手部要設(shè) 計(jì)較多的關(guān)節(jié)自由度，然而，為了減輕擬人機(jī)器人手部的控制難度，以及減小手部的體積、 重量，需要減少驅(qū)動(dòng)器數(shù)目，這兩者有一定的矛盾，另外，為了更好地抓取物體，還需要手 指在抓取物體時(shí)具有一定的自適應(yīng)性。本發(fā)明提供的機(jī)器人擬人手指欠驅(qū)動(dòng)裝置能夠更好的 實(shí)現(xiàn)較多關(guān)節(jié)自由度、較少驅(qū)動(dòng)器數(shù)目、抓取不同形狀、尺寸的物體時(shí)的較強(qiáng)的自適應(yīng)性這 三個(gè)目標(biāo)。已有的一種自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置，如美國(guó)發(fā)明專利US5762390A，包括第一指段、第 二指段、第三指段、電機(jī)、帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、底座、連桿機(jī)構(gòu)、彈簧。第一指 節(jié)、第二指節(jié)、第三指節(jié)與底座串聯(lián)鉸接在一起，并且兩兩之間設(shè)有彈簧和連桿相連，形成 多個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)，電機(jī)、帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相串聯(lián)設(shè)置在底座里。該裝置由自身 攜帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。由 于彈簧的作用，第一、第二、第三指節(jié)初始保持伸直狀態(tài)。其工作原理為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過 帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)第一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)第一、第二、 第三指節(jié)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝恢腹?jié)接觸到物體時(shí)，第一指節(jié)不再轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置在 第一、二指節(jié)之間的彈簧開始變形，同時(shí)，第一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)變形運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)第二、三 指節(jié)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)诙腹?jié)也接觸到物體，第二指節(jié)不再轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置在第二、 三指節(jié)之間的彈簧開始變形，同時(shí)推動(dòng)第二個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)變形運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)第三指節(jié)繼續(xù) 轉(zhuǎn)動(dòng)，直到第三指節(jié)也接觸物體為止。該裝置的不足之處為多個(gè)連桿機(jī)構(gòu)裝置復(fù)雜、體積大、制造成本高，手指外觀與人手指有較大差異。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)巳有技術(shù)的不足之處，提供一種帶輪欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、可靠，成本低，外形與人的手指相似，可以作為擬人機(jī)器人手的手指使用，以實(shí)現(xiàn)機(jī) 器人手采用較少驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)較多手指轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，需要較低的控制系統(tǒng)要求，并具有抓取不同 形狀、尺寸的物體的自適應(yīng)性。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，包括基座、電機(jī)、減速器、第一齒輪、第二齒輪、近關(guān)節(jié)軸、n個(gè)中部指段、n—l個(gè)中關(guān)節(jié)軸、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、末端指段；所說的電機(jī)和減 速器與基座固接，電機(jī)的輸出軸與減速器的輸入軸相連，減速器的輸出軸與所說的第一齒輪 固接，第一齒輪與所說的第二齒輪嚙合，第二齒輪與所說的近關(guān)節(jié)軸固接，近關(guān)節(jié)軸套設(shè)在 基座中，所說的第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸套設(shè)在第i個(gè)中部指段中，所說的遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸套設(shè)在第n個(gè)中部 指段中，所說的末端指段套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上；其特征在于該裝置包括n個(gè)主動(dòng)輪、n個(gè)傳 動(dòng)件、n個(gè)從動(dòng)輪、n個(gè)簧件；第1個(gè)中部指段套接在近關(guān)節(jié)軸上，第i+l個(gè)中部指段套接 在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上；所說的第1個(gè)主動(dòng)輪套固在近關(guān)節(jié)軸上，所說的第i+l個(gè)主動(dòng)輪套固 在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上；第i個(gè)從動(dòng)輪套固在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上，第n個(gè)從動(dòng)輪套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸 上；第i個(gè)傳動(dòng)件連接第i個(gè)主動(dòng)輪和第i個(gè)從動(dòng)輪，第n個(gè)傳動(dòng)件連接第n個(gè)主動(dòng)輪和第n 個(gè)從動(dòng)輪；第i個(gè)簧件的兩端分別連接第i個(gè)中部指段和第i+l個(gè)中部指段；第n個(gè)簧件的 兩端分別連接第n個(gè)中部指段和末端指段；其中，n至少為2， i為l至n—l中的任意數(shù)。本發(fā)明所述的帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于所說的傳動(dòng)件采用平 帶、齒形帶、腱繩或鏈條，所說的主動(dòng)輪采用帶輪、齒輪、繩輪或鏈輪，所說的從動(dòng)輪采用 帶輪、齒輪、繩輪或鏈輪，所說的傳動(dòng)件、主動(dòng)輪和從動(dòng)輪三者之間能夠配合形成傳動(dòng)關(guān)系。本發(fā)明帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于所說的簧件采用扭簧、拉簧、壓簧、片簧、板簧、發(fā)條、皮筋或彈性繩。本發(fā)明帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于第j個(gè)簧件的彈力限制作用 強(qiáng)于第j一l個(gè)簧件的彈力限制作用，j為2至中部指段個(gè)數(shù)中的任意數(shù)。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果-本發(fā)明裝置利用多對(duì)帶輪機(jī)構(gòu)、套接活動(dòng)的多個(gè)中部指段及多個(gè)簧件所具有的解耦作用 綜合實(shí)現(xiàn)了多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)手指彎曲抓取物體的特殊效果，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、成本低， 便于安裝維護(hù)，與人的手指相似，體積小、重量輕，可以作為擬人機(jī)器人手的手指，以實(shí)現(xiàn) 機(jī)器人手以較少驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)較多的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，僅需要較低的控制系統(tǒng)要求，并具有抓取不同 形狀、大小物體的很強(qiáng)的自適應(yīng)性。


圖1是本發(fā)明提供的帶輪欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置的一種實(shí)施例的正面外觀圖。 圖2是圖1的左側(cè)視圖。 圖3是圖1的剖視圖。 圖4是圖2的剖視圖。圖5是圖2的剖視圖，主要顯示中關(guān)節(jié)軸、第二主動(dòng)輪、第二傳動(dòng)件、第二從動(dòng)輪、遠(yuǎn) 關(guān)節(jié)軸的位置和連接關(guān)系。圖6是本實(shí)施例第一簧件與第一中部指段、第二中部指段、中關(guān)節(jié)軸的位置關(guān)系示意圖。 圖7是本實(shí)施例的第二簧件與第二中部指段、末端指段、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸的位置關(guān)系示意圖。 圖8、圖10、圖12、圖14、圖16、圖17、圖18是本實(shí)施例抓握物體過程的示意圖。 圖9、圖11、圖13、圖15是本實(shí)施例抓握物體過程示意圖，也是圖8、圖10、圖12、圖14的剖視圖。在圖1至圖14中 1—基座，2 —電機(jī)，3 —近關(guān)節(jié)軸，6 —第二中部指段，4一第一中部指段 7—遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸， IO—第一傳動(dòng)件， 13 —第二主動(dòng)輪， 16 —第二簧件， 19一第二齒輪， 22 —第二銷釘，5 —中關(guān)節(jié)軸，8—末端指段，ll一第一從動(dòng)輪14一第二傳動(dòng)件17—減速器，20—物體，9一第一主動(dòng)輪，12—第一簧件，15—第二從動(dòng)輪，18—第一齒輪，21—第一銷釘，24—第四銷釘，23 —第三銷釘，25—第五銷釘。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)、工作原理的內(nèi)容。 一種帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，包括基座、電機(jī)、減速器、第一齒輪、第二 齒輪、近關(guān)節(jié)軸、n個(gè)中部指段、ii一l個(gè)中關(guān)節(jié)軸、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、末端指段；所說的電機(jī)和減 速器與基座固接，電機(jī)的輸出軸與減速器的輸入軸相連，減速器的輸出軸與所說的第一齒輪 固接，第一齒輪與所說的第二齒輪嚙合，第二齒輪與所說的近關(guān)節(jié)軸固接，近關(guān)節(jié)軸套設(shè)在 基座中，所說的第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸套設(shè)在第i個(gè)中部指段中，所說的遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸套設(shè)在第n個(gè)中部 指段中，所說的末端指段套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上；其特征在于該裝置包括n個(gè)主動(dòng)輪、n個(gè)傳 動(dòng)件、n個(gè)從動(dòng)輪、n個(gè)簧件；第1個(gè)中部指段套接在近關(guān)節(jié)軸上，第i + l個(gè)中部指段套接 在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上；所說的第l個(gè)主動(dòng)輪套固在近關(guān)節(jié)軸上，所說的第i+l個(gè)主動(dòng)輪套固 在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上；第i個(gè)從動(dòng)輪套固在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上，第n個(gè)從動(dòng)輪套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸 上；第i個(gè)傳動(dòng)件連接第i個(gè)主動(dòng)輪和第i個(gè)從動(dòng)輪，第n個(gè)傳動(dòng)件連接第n個(gè)主動(dòng)輪和第n 個(gè)從動(dòng)輪；第i個(gè)簧件的兩端分別連接第i個(gè)中部指段和第i+l個(gè)中部指段；第n個(gè)簧件的 兩端分別連接第n個(gè)中部指段和末端指段；其中，n至少為2， i為l至n—l中的任意數(shù)。 以n為2舉例說明。本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置的實(shí)施例，如圖l、圖2、圖3、 圖4、圖5、圖6、圖7所示，包括基座l、電機(jī)2、減速器17、第一齒輪18、第二齒輪19、 近關(guān)節(jié)軸3、 2個(gè)中部指段即第一中部指段4和第二中部指段6、 l個(gè)中關(guān)節(jié)軸即中關(guān)節(jié) 軸5、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸7、末端指段8;所說的電機(jī)2和減速器17與基座1固接，電機(jī)2的輸出軸 與減速器17的輸入軸相連，減速器17的輸出軸與所說的第一齒輪18固接，第一齒輪18與 所說的第二齒輪19嚙合，第二齒輪19與所說的近關(guān)節(jié)軸3固接，近關(guān)節(jié)軸3套設(shè)在基座1 中，所說的中關(guān)節(jié)軸5套設(shè)在第一中部指段4中，所說的遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸7套設(shè)在第二中部指段6 中，所說的末端指段8通過第五銷釘25套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸7上；該裝置包括2個(gè)主動(dòng)輪即第 一主動(dòng)輪9和第二主動(dòng)輪13、 2個(gè)傳動(dòng)件即第一傳動(dòng)件10和第二傳動(dòng)件14、 2個(gè)從動(dòng)輪即第一從動(dòng)輪11和第二從動(dòng)輪15、 2個(gè)簧件即第一簧件12和第二簧件16;第一中部指段 4套接在近關(guān)節(jié)軸3上，第二中部指段6套接在第一中關(guān)節(jié)軸5上；所說的第一主動(dòng)輪9通 過第一銷釘21套固在近關(guān)節(jié)軸3上，所說的第二個(gè)主動(dòng)輪13通過第三銷釘23套固在中關(guān)節(jié) 軸5上；第一從動(dòng)輪11通過第二銷釘22套固在第一中關(guān)節(jié)軸5上，第二從動(dòng)輪通過第四銷 釘24套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸7上；第一傳動(dòng)件10連接第一主動(dòng)輪9和第一從動(dòng)輪11，第二傳動(dòng)件 14連接第二主動(dòng)輪13和第二從動(dòng)輪15;第一簧件12的兩端分別連接第一中部指段4和第二 中部指段6，第一簧件12的一端插入第一中部指段4中，另一端插入第二中部指段6中，如 圖6所示；第二簧件16的兩端分別連接第二中部指段6和末端指段8，第二簧件16的一端 插入第二中部指段6中，另一端插入末端指段8中，如圖7所示。本發(fā)明所述的帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置中，所說的傳動(dòng)件采用平帶、齒形帶、 腱繩或鏈條，所說的主動(dòng)輪采用帶輪、齒輪、繩輪或鏈輪，所說的從動(dòng)輪采用帶輪、齒輪、 繩輪或鏈輪，所說的傳動(dòng)件、主動(dòng)輪和從動(dòng)輪三者之間能夠配合形成傳動(dòng)關(guān)系。在本實(shí)施例中，所說的傳動(dòng)件采用平帶，所說的主動(dòng)輪采用帶輪，所說的從動(dòng)輪采用帶輪。本發(fā)明帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，所說的簧件采用扭簧、拉簧、壓簧、片簧、 板簧、發(fā)條、皮筋或彈性繩。本實(shí)施例中，所說的簧件即第一簧件12和第二簧件16采用扭簧。 本發(fā)明帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，第j個(gè)簧件的彈力限制作用強(qiáng)于第j一l個(gè) 簧件的彈力限制作用，j為2至中部指段個(gè)數(shù)中的任意數(shù)。所說的第二簧件的彈力限制作用強(qiáng)于第一簧件的彈力限制作用。本實(shí)施例的工作原理，如圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、 圖17、圖18,敘述如下本實(shí)施例的初始狀態(tài)如圖8、圖9所示，類似人的手指伸直狀態(tài)。當(dāng)本實(shí)施例抓取物體時(shí)，電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)減速器17轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第一齒輪18帶動(dòng)與之 嚙合的第二齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，與第二齒輪固接的近關(guān)節(jié)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與其固接的第一主動(dòng)輪9 轉(zhuǎn)動(dòng)。由于第一簧件12、第二簧件16的共同限制作用，第一中部指段4、第二中部指段6和 末端指段8仿佛一個(gè)"剛體"，因此第一主動(dòng)輪9的轉(zhuǎn)動(dòng)將通過第一傳動(dòng)件10拉動(dòng)第一中部 指段4、第二中部指段6和末端指段8作為一個(gè)整體繞近關(guān)節(jié)軸3的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)會(huì)遇到 三種情況(a) 末端指段8碰到物體，如圖18所示，抓取結(jié)束。(b) 第二中部指段6碰到物體，如閣16所示，此時(shí)第一主動(dòng)輪9繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，依次通過第一 傳動(dòng)件IO、第一從動(dòng)輪ll、中關(guān)節(jié)軸5、第二主動(dòng)輪13、第二傳動(dòng)件14、第二從動(dòng)輪15、 遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸7，將拉動(dòng)末端指段8克服第二簧件16的變形彈力繞遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸7的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí) 第二簧件16發(fā)生變形，直到末端指段8接觸到物體，如圖17所示，抓取結(jié)束。(c) 第一中部指段4碰到物體，如圖IO、圖11所示，由于第二簧件16的彈力限制作用強(qiáng)于第一簧件12的彈力限制作用，此時(shí)第一主動(dòng)輪9繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，依次通過第一傳動(dòng)件10、第 一從動(dòng)輪ll、中關(guān)節(jié)軸5、第二主動(dòng)輪13、第二傳動(dòng)件14，拉動(dòng)第二中部指段6、末端指段 8作為一個(gè)整體克服第一簧件12的變形彈力繞中關(guān)節(jié)軸5的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。若末端指段8碰到物 體，則抓取結(jié)束；否則若第二中部指段6碰到物體，如圖12、圖13所示，此時(shí)第一主動(dòng)輪9 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，依次通過第一傳動(dòng)件IO、第一從動(dòng)輪ll、中關(guān)節(jié)軸5、第二主動(dòng)輪13、第二傳動(dòng) 件14、第二從動(dòng)輪15、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸7，將拉動(dòng)末端指段8克服第二簧件16的變形彈力繞遠(yuǎn)關(guān) 節(jié)軸7的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)第二簧件16發(fā)生變形，直到末端指段8接觸到物體，如圖14、圖 15所示，抓取結(jié)束。當(dāng)放開物體時(shí)，電機(jī)2反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)減速器17反轉(zhuǎn)，第一齒輪18反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第二齒輪19、 近關(guān)節(jié)軸3和第一主動(dòng)輪9反轉(zhuǎn)。通過第一傳動(dòng)件10拉動(dòng)第一從動(dòng)輪11、中關(guān)節(jié)軸5、第二 主動(dòng)輪13反轉(zhuǎn)，通過第二傳動(dòng)件14拉動(dòng)第二從動(dòng)輪15、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸7、末端指段8反轉(zhuǎn)，同 時(shí)第二簧件16的變形隨之逐漸減小，此時(shí)末端指段8已經(jīng)反轉(zhuǎn)到其相對(duì)于第二中部指段6的 初始伸直位置，如圖12、 B所示。由于在第二中部指段6的后背上方有凸臺(tái)，此凸臺(tái)將限制 末端指段8反轉(zhuǎn)時(shí)超過手指伸直的位置，起到一個(gè)限位作用，因此末端指段8受到第二中部 指段6的阻擋不能再反向轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)第二傳動(dòng)件14將拉動(dòng)已經(jīng)伸直的第二中部指段6和末端 指段8作為一個(gè)整體一起繞中關(guān)節(jié)軸5的軸線反轉(zhuǎn)，同時(shí)第一簧件12的變形隨之逐漸減小， 此時(shí)第二中部指段6已經(jīng)反向轉(zhuǎn)動(dòng)到其相對(duì)于第一中部指段4的初始伸直位置，如圖IO、圖 ll所示。由于在第一中部指段4的后背上方有凸臺(tái)，此凸臺(tái)將限制第二中部指段6反轉(zhuǎn)時(shí)超 過手指伸直的位置，起到一個(gè)限位作用，因此第二中部指段6受到第一中部指段4的阻擋不 能再反向轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)第一傳動(dòng)件10將拉動(dòng)已經(jīng)伸直的第一中部指段4、第二中部指段6、末 端指段8作為一個(gè)整體一起繞近關(guān)節(jié)軸3的軸線反向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到裝置完全恢復(fù)到最開始的伸 直位置，如圖8、圖9所示。本發(fā)明利用多對(duì)帶輪機(jī)構(gòu)、套接活動(dòng)的多個(gè)中部指段及多個(gè)簧件所具有的解耦作用綜合 實(shí)現(xiàn)了多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)手指彎曲抓取物體的特殊效果。
權(quán)利要求
1、一種帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，包括基座、電機(jī)、減速器、第一齒輪、第二齒輪、近關(guān)節(jié)軸、n個(gè)中部指段、n-1個(gè)中關(guān)節(jié)軸、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、末端指段；所說的電機(jī)和減速器與基座固接，電機(jī)的輸出軸與減速器的輸入軸相連，減速器的輸出軸與所說的第一齒輪固接，第一齒輪與所說的第二齒輪嚙合，第二齒輪與所說的近關(guān)節(jié)軸固接，近關(guān)節(jié)軸套設(shè)在基座中，所說的第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸套設(shè)在第i個(gè)中部指段中，所說的遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸套設(shè)在第n個(gè)中部指段中，所說的末端指段套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上；其特征在于該裝置還包括n個(gè)主動(dòng)輪、n個(gè)傳動(dòng)件、n個(gè)從動(dòng)輪、n個(gè)簧件；第1個(gè)中部指段套接在近關(guān)節(jié)軸上，第i+1個(gè)中部指段套接在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上；所說的第1個(gè)主動(dòng)輪套固在近關(guān)節(jié)軸上，所說的第i+1個(gè)主動(dòng)輪套固在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上；第i個(gè)從動(dòng)輪套固在第i個(gè)中關(guān)節(jié)軸上，第n個(gè)從動(dòng)輪套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上；第i個(gè)傳動(dòng)件連接第i個(gè)主動(dòng)輪和第i個(gè)從動(dòng)輪，第n個(gè)傳動(dòng)件連接第n個(gè)主動(dòng)輪和第n個(gè)從動(dòng)輪；第i個(gè)簧件的兩端分別連接第i個(gè)中部指段和第i+1個(gè)中部指段；第n個(gè)簧件的兩端分別連接第n個(gè)中部指段和末端指段；其中，n至少為2，i為1至n-1中的任意數(shù)。
2、 如權(quán)利要求l所述的帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于所說的傳動(dòng) 件采用平帶、齒形帶、腱繩或鏈條，所說的主動(dòng)輪采用帶輪、齒輪、繩輪或鏈輪，所說的從 動(dòng)輪采用帶輪、齒輪、繩輪或鏈輪，所說的傳動(dòng)件、主動(dòng)輪和從動(dòng)輪三者之間能夠配合形成 傳動(dòng)關(guān)系。
3、 如權(quán)利要求l所述的帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于所說的簧件采用扭簧、拉簧、壓簧、片簧、板簧、發(fā)條、皮筋或彈性繩。
4、 如權(quán)利要求1或3所述的帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于第j個(gè)簧件的彈力限制作用強(qiáng)于第j —1個(gè)簧件的彈力限制作用，j為2至中部指段個(gè)數(shù)中的任意數(shù)。
全文摘要
帶輪多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手指裝置，屬于擬人機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，主要包括基座、電機(jī)、減速器、第一齒輪、第二齒輪、近關(guān)節(jié)軸、至少2個(gè)中部指段、至少1個(gè)中關(guān)節(jié)軸、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、末端指段。該裝置還包括至少2個(gè)主動(dòng)輪、至少2個(gè)傳動(dòng)件、至少2個(gè)從動(dòng)輪、至少2個(gè)簧件，簧件的兩端分別連接相鄰指段。該裝置利用多對(duì)帶輪機(jī)構(gòu)、套接活動(dòng)的多個(gè)中部指段及多個(gè)簧件所具有的解耦作用綜合實(shí)現(xiàn)了多關(guān)節(jié)高欠驅(qū)動(dòng)手指彎曲抓取物體的特殊效果，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、成本低，與人手的手指相似，可作為機(jī)器人手指使用，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手采用較少驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)較多關(guān)節(jié)自由度，并具有對(duì)所抓物體形狀自適應(yīng)性。
文檔編號(hào)B25J15/00GK101214649SQ20081005561
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者張文增, 敏 邱 申請(qǐng)人:清華大學(xué)