專利名稱：雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于仿人機器人手技術領域，特別涉及一種雙關節(jié)欠驅動機器人手指裝置的結構設計。
背景技術：
手對人來說是非常重要的器官，在仿人機器人領域，增強機器人手的機能具有非常重要的意義。一方面，通過增加關節(jié)數(shù)目、驅動數(shù)目可以使機器手動作更多樣精確，但同時這樣又會使機構復雜繁瑣；另一方面，如果過分追求機構精簡，則勢必對機器手的靈活性及抓取動作的精確性產生負面影響。同時，機器人手要求同時保證小巧靈活與足夠的抓取力。目前在這一領域仍存在著許多技術難題。欠驅動機構是指該機構的驅動器數(shù)目少于關節(jié)自由度數(shù)目。諸多的仿人靈巧手也可以歸類為欠驅動手，廣義的欠驅動手指包括耦合欠驅動手指和自適應欠驅動手指。耦合欠驅動手指常稱為耦合手指，自適應欠驅動手指簡稱為自適應手指或欠驅動手指。欠驅動機構的核心優(yōu)勢在于引入了自適應抓取的動作模式。這種自適應抓取模式的引入，使機器手在保證擬人化動作的同時，大大地降低了對于手部實時控制和傳感系統(tǒng)的要求，使機器手具有結構簡單、控制穩(wěn)定、外觀擬人和造價低廉等的優(yōu)點。由于自適應欠驅動機器手的優(yōu)點，近十年來引起了國內外研究人員的廣泛興趣，使自適應欠驅動機器手領域飛速發(fā)展。自適應欠驅動手存在如下較大的不足1)該手指初始構形是固定(伸直或呈某個彎曲角度)，這與人手抓取方式有較大不同，不夠擬人化，不便于對某些尺寸、形狀的物體進行穩(wěn)定抓取。人手一般不會在抓取物體時采用類似這樣非常別扭的動作。2)欠驅動手的抓取方式主要為握持方式，難實現(xiàn)較好的末端捏持抓取效果；不能做到沒有物體抓取時，類似人手的握拳動作；也難以做到末端指段捏持物體時各關節(jié)呈自然彎曲狀態(tài)。3)欠驅動手抓取物體時需要第一指段對物體施加足夠的力，才能觸發(fā)第二關節(jié)拉動簧件變形彎曲，這會導致該抓持力擠跑物體的不穩(wěn)定抓取現(xiàn)象發(fā)生，即使抓住了物體，也可能會造成第一指段對物體的抓持力過大而損壞物體。人手若按照自適應欠驅動抓取模式會極不方便。耦合欠驅動手指的多個關節(jié)由一個驅動器驅動并按一定比例(如1 1)同時轉動(聯(lián)動)。耦合手的多關節(jié)聯(lián)動彎曲過程與人手抓取物體時相似，耦合手指適合采用指尖捏持方式抓取小尺寸物體，在握持中不會發(fā)生近指段擠跑物體的不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生，因而抓取過程較穩(wěn)定。耦合手也是一個長期以來仿人機器手常用方案。目前已經有較多的耦合機構被開發(fā)出來。耦合手指的不足之處在于不具備抓取物體時對不同物體的自適應性。為了克服傳統(tǒng)自適應手指和耦合手指各自的不足，一種復合欠驅動抓取模式被提出來先多關節(jié)耦合抓取而后再自適應抓取。這一抓取模式既區(qū)別于單純的耦合抓取過程， 也區(qū)別于單純的自適應抓取過程。為了實現(xiàn)這一抓取模式，將耦合機構與自適應機構復合起來所產生的一種新的手指類別耦合與自適應復合型欠驅動手指，簡稱復合欠驅動手指或復合型手指。這種“復合” 不是簡單的并聯(lián)，更不是串聯(lián)。機器人手指裝置在彎曲抓握物體過程中，碰到物體之前各指段按一定角度比例同時彎曲，動作過程非常擬人；而在手指碰到物體后，又可自動適應物體表面形狀，完全包絡物體，并且只通過一個驅動器驅動多個關節(jié)的機器人手指裝置，能夠有很好的抓取性能。復合欠驅動手指既能夠自適應抓取物體又能夠具備較好的多關節(jié)聯(lián)動擬人化抓取特點，而且電機數(shù)量保持了最少，結構簡單、控制容易、成本低。由于人手指就是既有耦合轉動的特點，也同時有自適應抓取的特點，因此，復合欠驅動手指類別是更加仿人手指的新型手指類別，是一種介于傳統(tǒng)自適應手指、耦合手指之間的第三大類手指類別?？梢哉f，傳統(tǒng)的耦合欠驅動手指與傳統(tǒng)的自適應欠驅動手指僅僅是復合欠驅動手指的兩個特例而已。由復合欠驅動手指所構成的復合欠驅動手將具有非常大的市場潛力，或將成為未來非常主流的仿人機器手技術趨勢和方向。已有的一種能實現(xiàn)復合欠驅動的機器人手指裝置，如中國發(fā)明專利CN101664929， 主要由基座、電機、減速器、近關節(jié)軸、中部指段、遠關節(jié)軸、末端指段、耦合傳動機構、欠驅動傳動機構和多個簧件構成。該裝置可以實現(xiàn)復合欠驅動抓取，缺點在于機構復雜，安裝維修困難；簧件數(shù)目過多，利用簧件解耦調和耦合傳動機構與自適應傳動機構之間的矛盾，常常使得多個簧件形變較大，導致過大且不必要的能量損耗。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置。該裝置能夠實現(xiàn)耦合與自適應復合欠驅動抓取動作，即不僅具有抓握動作擬人的多關節(jié)耦合特性，而且兼?zhèn)鋵Σ煌螤?、大小物體的自適應抓取特性；擁有較多靈活關節(jié)的同時只需單一電機驅動，減少操控難度與成本；同時結構簡單、能量損耗小、傳動效率
尚ο本發(fā)明的技術方案如下一種雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，包括電機、減速器、基座、近關節(jié)軸、遠關節(jié)軸、中部指段和末端指段；所述電機和減速器均固接在基座上，電機的輸出軸與減速器的輸入軸相連；所述近關節(jié)軸活動套設于基座中，所述遠關節(jié)軸活動套設于中部指段中，所述中部指段套固在近關節(jié)軸上；所述末端指段套固在遠關節(jié)軸上；其特征在于該雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置還包括基座軸、第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構、第一簧件和第二簧件；所述基座軸活動套設于基座中，所述減速器的輸出軸與基座軸相連；所述第一傳動機構包括第一傳動輪、第二傳動輪、第一傳動件和第二傳動件；所述第一傳動輪套固于基座軸上；所述第二傳動輪活動套接在近關節(jié)軸上；所述第一傳動件纏繞在第一傳動輪與第二傳動輪上并呈“S”形，第一傳動件的兩端分別與第一傳動輪和第二傳動輪固接；所述第二傳動件纏繞在第一傳動輪與第二傳動輪上并呈“Z”形，第二傳動件的兩端分別與第一傳動輪和第二傳動輪固接；第一傳動件和第二傳動件交叉成“8”字形； 所述第一傳動輪和第二傳動輪采用帶輪、繩輪或鏈輪；所述第一傳動件和第二傳動件采用傳動帶、鍵繩或鏈條；所述第一傳動件、第二傳動件、第一傳動輪和第二傳動輪四者能夠配合形成傳動關系；所述第二傳動機構包括第三傳動輪、第四傳動輪和第三傳動件；所述第三傳動輪套固于基座軸上，所述第四傳動輪活動套接在近關節(jié)軸上；所述第三傳動輪和第四傳動輪采用帶輪、繩輪或鏈輪；所述第三傳動件采用傳動帶、鍵繩或鏈條；所述的第三傳動件、第三傳動輪和第四傳動輪三者能夠配合形成傳動關系；所述第三傳動機構包括第五傳動輪、第六傳動輪和第四傳動件；所述第五傳動輪活動套接在近關節(jié)軸上，所述第五傳動輪與第四傳動輪固接；所述第六傳動輪套固在遠關節(jié)軸上；所述第四傳動件纏繞在第五傳動輪與第六傳動輪上并呈“S”形，第四傳動件的兩端分別與第五傳動輪和第六傳動輪固接，第四傳動件的纏繞方式使得當中部指段朝抓取物體方向彎曲時第四傳動件張緊；所述第五傳動輪和第六傳動輪采用帶輪、繩輪或鏈輪；所述第四傳動件采用傳動帶、鍵繩或鏈條；所述的第四傳動件、第五傳動輪和第六傳動輪三者能夠配合形成傳動關系；所述第一簧件的兩端分別連接第二傳動輪與近關節(jié)軸，所述第二簧件的兩端分別連接中部指段與遠關節(jié)軸。本發(fā)明所述的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，其特征在于還包括基座傳動機構，所述減速器的輸出軸通過所述基座傳動機構與基座軸相連。本發(fā)明所述的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，其特征在于所述基座傳動機構包括第一錐齒輪和第二錐齒輪；第一錐齒輪套固在減速器的輸出軸上，第一錐齒輪與第二錐齒輪相嚙合，第二錐齒輪套固在基座軸上。本發(fā)明所述的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，其特征在于所述第一簧件和第二簧件采用拉簧、扭簧、壓簧、片簧或彈性繩。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和突出性效果本發(fā)明裝置采用單個電機、多軸多路相異傳動比的傳動機構及簧件等綜合實現(xiàn)了復合欠驅動抓取效果手指先耦合轉動抓向物體然后再自適應抓取物體；抓取過程擬人， 動作靈巧，抓取物體穩(wěn)定，可自動適應抓取不同尺寸、形狀的物體，對控制系統(tǒng)要求低，操控容易；同時結構簡單、緊湊，能量損耗小，傳動效率高，成本低廉，裝配維護便利，且外形與人手指相近，適用于仿人機器手。


圖1是本發(fā)明提供的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置的一種實施例
三維局部示意。圖2是本發(fā)明提供的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置的一種實施例的外觀圖。圖3是本發(fā)明提供的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置的一種實施例的正面零件說明圖。
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圖4是本發(fā)明提供的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置的一種實施例的左視圖。圖5是本發(fā)明提供的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置中第一傳動機構的傳動比比第二傳動機構的傳動比大，即a > b時的手指彎曲示意圖；圖6是本發(fā)明提供的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置中第一傳動機構的傳動比與第二傳動機構的傳動比相等，即a = b時的手指彎曲示意圖，也是本實施例采用的方案；圖7是本發(fā)明提供的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置中第一傳動機構的傳動比比第二傳動機構的傳動比小，即a < b時的手指彎曲示意圖；圖8、圖9、圖10是本實施例用中部指段、末端指段耦合抓握物體過程示意。圖11、圖12、圖13、圖14是本實施例用中部指段、末端指段先耦合后自適應抓握物體過程的示意圖。其中圖11、圖12是手指耦合彎曲過程，圖13、圖14是末端指段自適應抓握物體過程。在圖1至圖14中
1-電機，2-減速器，3-基座，41-基座軸，
42-近關節(jié)軸，43--遠關節(jié)軸，44--軸承，51-中部指段，
52-末端指段，61--第一傳動輪，62--第二傳動輪，63-第三^傳動輪，
64-第四傳動輪，66--第六傳動輪，65--第五傳動輪，71-第--傳動帶，
72-第二傳動帶，73--第三傳動帶，74--第四傳動帶，81-第--錐齒輪，
82-第二錐齒輪，91--第一簧件，92--第二簧件。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例進一步詳細介紹本發(fā)明的具體結構及工作原理。本發(fā)明所述的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置的一種實施例，如圖1 至圖4所示，包括電機1、減速器2、基座3、近關節(jié)軸42、遠關節(jié)軸43、中部指段51和末端指段52 ；所述電機1和減速器2均固接在基座3上，電機的輸出軸與減速器的輸入軸相連；所述近關節(jié)軸42活動套設于基座3中，所述遠關節(jié)軸43活動套設于中部指段51中，所述中部指段51套固在近關節(jié)軸42上；所述末端指段52套固在遠關節(jié)軸43上。本實施例還包括基座軸41、第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構、第一簧件91和第二簧件92 ；所述基座軸41活動套設于基座3中，所述減速器2的輸出軸與基座軸41相連。本實施例所述第一傳動機構包括第一傳動輪61、第二傳動輪62、第一傳動件71和第二傳動件72 ；所述第一傳動輪61套固于基座軸41上；所述第二傳動輪62活動套接在近關節(jié)軸42上；所述第一傳動件71纏繞在第一傳動輪61與第二傳動輪62上并呈“S”形，第一傳動件71的兩端分別與第一傳動輪61和第二傳動輪62固接；所述第二傳動件72纏繞在第一傳動輪61與第二傳動輪62上并呈“Z”形，第二傳動件71的兩端分別與第一傳動輪 61和第二傳動輪62固接；第一傳動件71和第二傳動件72交叉成“8”字形；所述第一傳動輪61和第二傳動輪62采用帶輪、繩輪或鏈輪；所述第一傳動件71和第二傳動件72采用傳動帶、鍵繩或鏈條；所述第一傳動件71、第二傳動件72、第一傳動輪61和第二傳動輪62四者能夠配合形成傳動關系。本實施例中，所述第一傳動輪61、第二傳動輪62采用帶輪；所述第一傳動件71、第二傳動件72采用傳動帶中的平帶。本實施例所述第二傳動機構包括第三傳動輪63、第四傳動輪64和第三傳動件73 ； 所述第三傳動輪63套固于基座軸41上，所述第四傳動輪64活動套接在近關節(jié)軸42上；所述第三傳動輪63和第四傳動輪64采用帶輪、繩輪或鏈輪；所述第三傳動件73采用傳動帶、 鍵繩或鏈條；所述的第三傳動件73、第三傳動輪63和第四傳動輪64三者能夠配合形成傳動關系。本實施例中，所述第三傳動輪63、第四傳動輪64采用帶輪；所述第三傳動件73采用傳動帶中的平帶。本實施例所述第三傳動機構包括第五傳動輪65、第六傳動輪66和第四傳動件74 ； 所述第五傳動輪65活動套接在近關節(jié)軸42上，所述第五傳動輪65與第四傳動輪64固接； 所述第六傳動輪66套固在遠關節(jié)軸43上；所述第四傳動件74纏繞在第五傳動輪65與第六傳動輪66上并呈“S”形，第四傳動件74的兩端分別與第五傳動輪65和第六傳動輪66 固接，第四傳動件74的纏繞方式使得當中部指段51朝抓取物體方向彎曲時第四傳動件74 張緊；所述第五傳動輪65和第六傳動輪66采用帶輪、繩輪或鏈輪；所述第四傳動件74采用傳動帶、鍵繩或鏈條；所述的第四傳動件74、第五傳動輪65和第六傳動輪66三者能夠配合形成傳動關系。本實施例中，所述第五傳動輪65、第六傳動輪66采用帶輪；所述第四傳動件74采用傳動帶中的平帶。本實施例所述第一簧件91的兩端分別連接第二傳動輪62與近關節(jié)軸42，所述第二簧件92的兩端分別連接中部指段51與遠關節(jié)軸43。本實施例還包括基座傳動機構，所述減速器2的輸出軸通過所述基座傳動機構與基座軸41相連。本發(fā)明所述的基座傳動機構，本實施例采用錐齒輪或蝸輪蝸桿均可達到相同效果。中，所述基座傳動機構包括第一錐齒輪81和第二錐齒輪82 ；第一錐齒輪81套固在減速器的輸出軸上，第一錐齒輪81與第二錐齒輪82相嚙合，第二錐齒輪82套固在基座軸41 上。本發(fā)明所述第一簧件91和第二簧件92采用拉簧、扭簧、壓簧、片簧或彈性繩。本實施例中，第一簧件91和第二簧件92均采用扭簧。本發(fā)明中，手指具有耦合與自適應雙重功能。令第一傳動機構的傳動比為1 a， 令第二傳動機構的傳動比為1 b，那么，彎曲手指時在碰觸到物體前手指會有以下耦合轉動效果a)當a > b時，本發(fā)明裝置末端指端轉過的角度小于中部指段轉過的角度的2倍， 如圖5，圖中α > β。b)當a = b時，本發(fā)明裝置末端指端轉過的角度等于中部指段轉過的角度的2倍， 如圖6，圖中α = β，這種情況下與人手最為接近；本實施例即為采用a = b的情況。c)當a < b時，本發(fā)明裝置末端指端轉過的角度大于中部指段轉過的角度的2倍， 如圖7，圖中α < β。本實施例中，第三傳動機構的傳動比為1 1。本發(fā)明所述的第一簧件的位置還可以設置在以下三處中的一處或多處而達到相同的效果
a)近關節(jié)軸42與中部指段51 ；b)第一傳動輪61與基座軸41 ；c)第二傳動輪62與近關節(jié)軸42。以上三處連接關系中，至少有一處采用簧件連接兩零件；上述三處連接關系中未采用簧件連接的則采用固接方式連接。本實施例中簧件的兩端分別連接第二傳動輪62與近關節(jié)軸42，且近關節(jié)軸42與中部指段51固接，第一傳動輪61與基座軸41固接。如圖 1、圖3所示。本實施例的具體工作原理，如圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14所示，敘述如下本裝置的初始位置如圖8所示處于豎直位置，此時中部指段51和末端指段52均處于伸直狀態(tài)。當本實施例中的機器人手指運動時，電機2輸出軸轉動，經減速器3通過第一傳動輪61帶動固接有第一傳動輪61和第三傳動輪63的基座軸41轉動，同時第一傳動輪61通過第一傳動件71和第二傳動件72又帶動第二傳動輪62轉動。當沒有物體阻擋手指時，由于第二傳動輪62通過第一簧件91與近關節(jié)軸42相連，仿佛固接在近關節(jié)軸42上。因此當?shù)诙鲃虞?2在第一傳動輪61帶動下轉過角度 α時，將帶動近關節(jié)軸42以及與近關節(jié)軸固接的中部指段51相對初始位置共同轉過角度 α。此時，第四傳動帶74也隨著中部指段51 —起轉動，其效果相當于第五傳動輪65帶動第六傳動輪66轉動，從而使得第六傳動輪66也相對初始位置轉過α。同時，由于第一傳動機構的傳動比與第二傳動機構的傳動比相同，在第二傳動輪62轉過角度α時，第四傳動輪 64將相對初始位置轉過反方向的角度a。由于該第四傳動輪64與第五傳動輪65固接，而且第三傳動機構的傳動比為1 1，因此第六傳動輪66將相對自身軸線轉過角度在已經轉過α的基礎上再轉α，即總共轉過2 α。第五傳動輪66與固接有末端指段52的遠關節(jié)軸 43固接，因此將帶動遠關節(jié)軸43相對初始位置轉過2 α，即末端指段相對中部指段多轉過角度α。此過程即實現(xiàn)兩關節(jié)1 1耦合運動方式，如圖16、圖18及圖19所示。當耦合抓取物體時，手指按前文所示耦合方式轉動，直至手指中部、末端指段包絡物體表面，如圖9、圖10所示。當自適應抓取物體時，手指在接觸物體前按前文所述的兩關節(jié)耦合運動方式彎曲，直至中部指段接觸物體，如圖11、圖12所示。當中部指段51接觸物體時，中部指段51 將受到阻擋停止轉動。但由于簧件91的存在，第二傳動輪62仍可繼續(xù)轉動，并且通過簧件 91使近關節(jié)軸42產生繼續(xù)旋轉的扭矩，這一扭矩將使套固于近關節(jié)軸42上的中部指段產生對物體的壓力，即抓握力。由于第二傳動輪62仍可旋轉，因此物體對中部指段51的阻礙并未阻擋第一傳動輪61的轉動，即與第一傳動輪61固接的基座軸41以及第三傳動輪63也可轉動。因此，在第三傳動輪63的帶動下，第四傳動輪64繼續(xù)轉動，并將轉動傳遞給與之固接的第五傳動輪65，繼而通過第四傳動帶74傳遞給第六傳動輪66，帶動末端指段52繞自身軸線繼續(xù)轉動，直至末端指段也扣住物體，如圖13、圖14所示。此過程即實現(xiàn)對不同形狀大小的物體的自適應抓取。本發(fā)明裝置采用單個電機、多軸多路相異傳動比的傳動機構及簧件等綜合實現(xiàn)了復合欠驅動抓取效果手指先耦合轉動抓向物體然后再自適應抓取物體；抓取過程擬人， 動作靈巧，抓取物體穩(wěn)定，可自動適應抓取不同尺寸、形狀的物體，對控制系統(tǒng)要求低，操控容易；同時結構簡單、緊湊，能量損耗小，傳動效率高，成本低廉，裝配維護便利，且外形與人手指相近，適用于仿人機器手。
權利要求
1.一種雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，包括電機(1)、減速器O)、基座 (3)、近關節(jié)軸(42)、遠關節(jié)軸(43)、中部指段(51)和末端指段(52)；所述電機(1)和減速器( 均固接在基座( 上，電機的輸出軸與減速器的輸入軸相連；所述近關節(jié)軸G2)活動套設于基座C3)中，所述遠關節(jié)軸活動套設于中部指段(51)中；所述中部指段(51) 套固在近關節(jié)軸0 上；所述末端指段(5 套固在遠關節(jié)軸上；其特征在于該雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置還包括基座軸Gl)、第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構、第一簧件(91)和第二簧件(9 ；所述基座軸Gl)活動套設于基座(3)中，所述減速器O)的輸出軸與基座軸Gl)相連；所述第一傳動機構包括第一傳動輪(61)、第二傳動輪(62)、第一傳動件(71)和第二傳動件；所述第一傳動輪(61)套固于基座軸Gl)上；所述第二傳動輪(6 活動套接在近關節(jié)軸0 上；所述第一傳動件(71)纏繞在第一傳動輪(61)與第二傳動輪(62)上并呈“S”形，第一傳動件(71)的兩端分別與第一傳動輪(61)和第二傳動輪(62)固接；所述第二傳動件纏繞在第一傳動輪(61)與第二傳動輪(6 上并呈“Z”形，第二傳動件 (71)的兩端分別與第一傳動輪(61)和第二傳動輪(6 固接；第一傳動件(71)和第二傳動件(72)交叉成“8”字形；所述第一傳動輪(61)和第二傳動輪(62)采用帶輪、繩輪或鏈輪； 所述第一傳動件(71)和第二傳動件m采用傳動帶、鍵繩或鏈條；所述第一傳動件(71)、 第二傳動件(72)、第一傳動輪(61)和第二傳動輪(6 四者能夠配合形成傳動關系；所述第二傳動機構包括第三傳動輪(6 、第四傳動輪(64)和第三傳動件(7 ；所述第三傳動輪(6 套固于基座軸Gl)上，所述第四傳動輪(64)活動套接在近關節(jié)軸0 上； 所述第三傳動輪(6 和第四傳動輪(64)采用帶輪、繩輪或鏈輪；所述第三傳動件(73)采用傳動帶、鍵繩或鏈條；所述的第三傳動件(73)、第三傳動輪(6 和第四傳動輪(64)三者能夠配合形成傳動關系；所述第三傳動機構包括第五傳動輪(6 、第六傳動輪(66)和第四傳動件(74)；所述第五傳動輪(6 活動套接在近關節(jié)軸0 上，所述第五傳動輪(6 與第四傳動輪(64)固接；所述第六傳動輪(66)套固在遠關節(jié)軸上；所述第四傳動件(74)纏繞在第五傳動輪陽5)與第六傳動輪(66)上并呈“S”形，第四傳動件(74)的兩端分別與第五傳動輪(65) 和第六傳動輪(66)固接，第四傳動件(74)的纏繞方式使得當中部指段(51)朝抓取物體方向彎曲時第四傳動件(74)張緊；所述第五傳動輪(6 和第六傳動輪(66)采用帶輪、繩輪或鏈輪；所述第四傳動件(74)采用傳動帶、鍵繩或鏈條；所述的第四傳動件(74)、第五傳動輪(6 和第六傳動輪(66)三者能夠配合形成傳動關系；所述第一簧件(91)的兩端分別連接第二傳動輪(6 與近關節(jié)軸(42)，所述第二簧件 (92)的兩端分別連接中部指段(51)與遠關節(jié)軸03)。
2.如權利要求1所述的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，其特征在于還包括基座傳動機構，所述減速器O)的輸出軸通過所述基座傳動機構與基座軸Gl)相連。
3.如權利要求2所述的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，其特征在于所述基座傳動機構包括第一錐齒輪(81)和第二錐齒輪(8 ；第一錐齒輪(81)套固在減速器的輸出軸上，第一錐齒輪(81)與第二錐齒輪(8 相嚙合，第二錐齒輪(8 套固在基座軸 (41)上。
4.如權利要求1所述的雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，其特征在于所述第一簧件(91)和第二簧件(9 采用拉簧、扭簧、壓簧、片簧或彈性繩。
全文摘要
雙關節(jié)三軸輪式復合欠驅動機器人手指裝置，屬于仿人機器人手技術領域，包括基座、電機、減速器、基座軸、近關節(jié)軸、中部指段、遠關節(jié)軸、末端指段、多路傳動機構和簧件。本發(fā)明裝置采用單個電機、多軸多路相異傳動比的傳動機構及簧件等綜合實現(xiàn)了復合欠驅動抓取效果手指先耦合轉動抓向物體然后再自適應抓取物體；抓取過程擬人，動作靈巧，抓取物體穩(wěn)定，可自動適應抓取不同尺寸、形狀的物體，對控制系統(tǒng)要求低，操控容易；同時結構簡單、緊湊，能量損耗小，傳動效率高，成本低廉，裝配維護便利，且外形與人手指相近，適用于仿人機器手。
文檔編號B25J15/08GK102267137SQ201110194228
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權日2011年7月12日
發(fā)明者張文增, 彭智軒 申請人:清華大學