連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于機(jī)器人手技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手采用少量電機(jī)驅(qū)動(dòng)多個(gè)自由度關(guān)節(jié)，由于電機(jī)數(shù)量少，藏入手掌的電機(jī)可以選擇更大的功率和體積，出力大，同時(shí)純機(jī)械式的反饋系統(tǒng)無(wú)需對(duì)環(huán)境敏感也可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定抓取，自動(dòng)適應(yīng)不同形狀尺寸的物體，沒(méi)有實(shí)時(shí)電子傳感和閉環(huán)反饋控制的需求，控制簡(jiǎn)單方便，降低了制造成本。
[0003]在抓取物體時(shí)主要有兩種抓取方法，一種是捏持，一種是握持。捏持是用末端手指的指尖部分去夾取物體，采用兩個(gè)點(diǎn)或兩個(gè)軟指面去接觸物體，主要針對(duì)小尺寸物體或具有對(duì)立面的較大物體;握持是用手指的多個(gè)指段包絡(luò)環(huán)繞物體來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)的接觸，達(dá)到更穩(wěn)定的形狀包絡(luò)抓取。工業(yè)夾持器一般采用末端平行的夾持方式，難以具有包絡(luò)握持功能，不能適應(yīng)多種形狀物體的穩(wěn)定包絡(luò)抓?。蛔赃m應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)手指可以采用自適應(yīng)包絡(luò)物體的方式握持，但是無(wú)法實(shí)施末端平行夾持抓取，例如，已有的一種欠驅(qū)動(dòng)兩關(guān)節(jié)機(jī)器人手指裝置(中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN101234489A)，包括基座、電機(jī)、中部指段、末端指段和平帶輪式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。該裝置實(shí)現(xiàn)了雙關(guān)節(jié)欠驅(qū)動(dòng)手指彎曲抓取物體的特殊效果，具有自適應(yīng)性。該欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手指裝置的不足之處為:手指在未碰觸物體前始終呈現(xiàn)伸直狀態(tài)，抓取方式主要為握持方式，難實(shí)現(xiàn)較好的末端平行夾持抓取效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置。該裝置具有多種抓取模式，既能平動(dòng)第二指段夾持物體，也能先后轉(zhuǎn)動(dòng)第一指段和第二指段自適應(yīng)包絡(luò)不同形狀、大小的物體;抓取范圍大;無(wú)需復(fù)雜的傳感和控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置，包括基座、第一指段、第二指段、近關(guān)節(jié)軸、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸和驅(qū)動(dòng)器;所述驅(qū)動(dòng)器與基座固接;所述近關(guān)節(jié)軸的中心線(xiàn)與遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸的中心線(xiàn)平行;其特征在于:該連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一傳動(dòng)桿、第二傳動(dòng)桿、第三傳動(dòng)桿、第一桿軸、第二桿軸、第一主齒輪、第二主齒輪、齒輪組、凸塊撥盤(pán)、簧件和限位凸塊;所述近關(guān)節(jié)軸活動(dòng)套設(shè)在基座中；所述遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸活動(dòng)套設(shè)在第一指段中；所述第一指段套接在近關(guān)節(jié)軸上;所述第二指段套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在基座中；所述驅(qū)動(dòng)器的輸出軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端相連，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與第一傳動(dòng)桿相連;所述第一傳動(dòng)桿活動(dòng)套接在近關(guān)節(jié)軸上，所述第二傳動(dòng)桿套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上，第二傳動(dòng)桿與第二指段固接;所述第一桿軸套設(shè)在第一傳動(dòng)桿上，所述第三傳動(dòng)桿的一端套接在第一桿軸上，第三傳動(dòng)桿的另一端套接在第二桿軸上，所述第二桿軸套設(shè)在第二傳動(dòng)桿上;所述第一傳動(dòng)桿、第三傳動(dòng)桿、第二傳動(dòng)桿和第一指段構(gòu)成不等邊“口”字形四連桿機(jī)構(gòu)，所述第一傳動(dòng)桿的連桿長(zhǎng)度大于第二傳動(dòng)桿的連桿長(zhǎng)度;所述第一主齒輪活動(dòng)套接在近關(guān)節(jié)軸上;所述第二主齒輪套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上，第二主齒輪與第二指段固接;所述齒輪組安裝在第一指段中，所述齒輪組包括至少一個(gè)齒輪或相嚙合的多個(gè)齒輪，所述齒輪組的輸入齒輪與第一主齒輪嚙合，所述齒輪組的輸出齒輪與第二主齒輪相嚙合;所述凸塊撥盤(pán)與第一主齒輪固接;通過(guò)齒輪組的傳動(dòng)，從第一主齒輪到第二主齒輪的傳動(dòng)是同向傳動(dòng)且傳動(dòng)比等于I;所述凸塊撥盤(pán)活動(dòng)套接在近關(guān)節(jié)軸上;所述限位凸塊與基座固接;所述凸塊撥盤(pán)與限位凸塊相接觸或離開(kāi)一段距離;設(shè)第一指段靠向物體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榻P(guān)節(jié)正方向，第一指段遠(yuǎn)離物體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榻P(guān)節(jié)反方向；在該連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置處于初始狀態(tài)時(shí)，凸塊撥盤(pán)與限位凸塊接觸，設(shè)此時(shí)凸塊撥盤(pán)相對(duì)基座的旋轉(zhuǎn)角度為O度，從該位置開(kāi)始，凸塊撥盤(pán)朝近關(guān)節(jié)正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為正，凸塊撥盤(pán)朝近關(guān)節(jié)反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為負(fù);所述限位凸塊限制凸塊撥盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度只能為正;所述簧件的兩端分別連接凸塊撥盤(pán)和基座。
[0007]本發(fā)明所述的連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)器采用電機(jī)、氣缸或液壓缸O
[0008]本發(fā)明所述的連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于:所述簧件采用拉簧、壓簧、片簧或扭簧。
[0009]本發(fā)明所述的連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置，其特征在于:所述齒輪組包括第一過(guò)渡齒輪、第二過(guò)渡齒輪、第三過(guò)渡齒輪、第一中間軸、第二中間軸和第三中間軸;所述第一中間軸、第二中間軸和第三中間軸分別套設(shè)在第一指段中，所述第一過(guò)渡齒輪與第一主齒輪嚙合，所述第一過(guò)渡齒輪與第二過(guò)渡齒輪嚙合，所述第二過(guò)渡齒輪與第三過(guò)渡齒輪嚙合，所述第三過(guò)渡齒輪與第二主齒輪嚙合，所述第一過(guò)渡齒輪套接在第一中間軸上，所述第二過(guò)渡齒輪套接在第二中間軸上，所述第三過(guò)渡齒輪套接在第三中間軸上。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出性效果:
[0011]本發(fā)明裝置利用驅(qū)動(dòng)器、連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、簧件、凸塊撥盤(pán)和限位凸塊等綜合實(shí)現(xiàn)了雙關(guān)節(jié)機(jī)器人手指平行夾持及自適應(yīng)抓取的功能，根據(jù)目標(biāo)物體形狀和位置的不同，既能平動(dòng)第二指段捏持物體或外張撐取物體，也能依次轉(zhuǎn)動(dòng)第一指段和第二指段包絡(luò)不同形狀、大小的物體;該裝置抓取范圍大;采用欠驅(qū)動(dòng)的方式，利用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)兩個(gè)關(guān)節(jié)，無(wú)需復(fù)雜的傳感和控制系統(tǒng);該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，制造和維護(hù)成本低，適用于機(jī)器人手。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的連桿齒輪平夾自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置的一種實(shí)施例的立體外觀(guān)圖。
[0013]圖2是圖1所示實(shí)施例的正面外觀(guān)圖。
[0014]圖3是圖1所示實(shí)施例的一個(gè)側(cè)面外觀(guān)圖(圖2的右視圖)。
[0015]圖4是圖1所示實(shí)施例的另一個(gè)側(cè)面外觀(guān)圖(圖2的左視圖)。
[0016]圖5是圖2的A-A剖視圖。
[0017]圖6是圖2的B-B剖視圖。
[0018]圖7是圖1所示實(shí)施例的從一個(gè)角度觀(guān)察的內(nèi)部立體視圖(未畫(huà)出部分零件)。
[0019]圖8是圖1所示實(shí)施例的從另一個(gè)角度觀(guān)察的內(nèi)部立體視圖(未畫(huà)出部分零件)。
[0020]圖9是圖1所示實(shí)施例的正面外觀(guān)圖(未畫(huà)出基座前板、基座表面板、第一指段前板、第一指段表面板)。
[0021]圖10是圖1所示實(shí)施例的爆炸視圖。
[0022]圖11至圖15是圖1所示實(shí)施例在以包絡(luò)握持的方式抓取物體的動(dòng)作過(guò)程示意圖。
[0023]圖16至圖18是圖1所示實(shí)施例抓取物體的另一種方式一一平行開(kāi)合用第二指段夾持物體(稱(chēng)為平夾抓取)的動(dòng)作過(guò)程示意圖。
[0024]圖19至圖21是圖1所示實(shí)施例依次以平行開(kāi)合及自適應(yīng)包絡(luò)抓取物體的動(dòng)作過(guò)程中幾個(gè)關(guān)鍵位置時(shí)，凸塊撥盤(pán)、簧件與限位凸塊的相對(duì)位置的變化情況。
[0025]在圖1至圖21中:
[0026]I —基座，111 一基座前板，112—基座后板，113 —基座左側(cè)板，
[0027]114 一基座右側(cè)板， 115—基座表而板， 116—基座底板，2—第一指段，
[0028]21—第一指段骨架，22—第一指段左側(cè)板，23—第一指段右側(cè)板，24—第一指段表而板，
[0029]25—第一指段前板，26—第一指段后板， 3—第二指段，4 一近關(guān)節(jié)軸，
[0030]5—遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸，6 —第一傳動(dòng)桿，61—第一桿軸，62—第二桿軸，
[0031 ]7 —第二傳動(dòng)桿， 8—第三傳動(dòng)桿，83 —軸承，84—套筒，
[0032]85 —螺釘，86 —銷(xiāo)釘，9 一第一主齒輪，91 一第一過(guò)渡齒輪，
[0033]911—第一中間軸， 92—第二過(guò)渡齒輪，921—第二中間軸，93—第二過(guò)渡齒輪，
[0034]931 —第二中間