專利名稱：錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機器人手技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
背景技術(shù)：
手是人最重要的器官之一，在擬人機器人領(lǐng)域，機器人手同樣是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計與功能改進(jìn)是機器人領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。一方面，機器人手需要完成抓取、搬運等復(fù)雜動作，因此需要較為精確的控制機制；另一方面，機器人手的擬人要求決定了其體積小、重量輕等特點。現(xiàn)有的靈巧手有足夠的關(guān)節(jié)數(shù)及驅(qū)動數(shù)以完成精確動作，但非常復(fù)雜、昂貴。目前在機器人手領(lǐng)域還存在許多技術(shù)難題。欠驅(qū)動手在一定程度上解決了這一矛盾。
耦合型欠驅(qū)動手指采用多關(guān)節(jié)同時彎曲的耦合抓取模式，由一個驅(qū)動器驅(qū)動多個關(guān)節(jié)按一定比例同時轉(zhuǎn)動。這一模式與人手抓取物體動作類似，擬人性較好，抓取過程較穩(wěn)定。耦合型手指的不足之處在于動作模式較為固定，無法適應(yīng)不同形狀的物體，一般以捏持方式抓取物體，對于大尺寸物體很難實現(xiàn)握持抓取方式，抓取效果不好。自適應(yīng)欠驅(qū)動手指采用自適應(yīng)抓取的動作模式，由一個驅(qū)動器驅(qū)動一個關(guān)節(jié)，其余關(guān)節(jié)在手指與物體接觸后才開始轉(zhuǎn)動。這種手指可以根據(jù)物體的不同形狀改變抓取角度，從而達(dá)到握持抓取方式，結(jié)構(gòu)簡單且控制穩(wěn)定。自適應(yīng)欠驅(qū)動手指的不足之處在于未接觸物體時手指呈固定形態(tài)，擬人效果較差；需要在接觸物體的過程中產(chǎn)生對遠(yuǎn)端指節(jié)的驅(qū)動力，可能導(dǎo)致近端指節(jié)受力過大，不利于抓??；對于小尺寸物體無法實現(xiàn)捏持抓取方式，抓取效果受到限制。針對耦合型手指與自適應(yīng)欠驅(qū)動手指各自的不足之處，一種將兩者結(jié)合起來的新型復(fù)合型欠驅(qū)動抓取模式被提出來，該抓取模式為手指碰到物體之前先按照耦合模式運動，接觸物體之后近端指節(jié)的運動被物體限制，此時遠(yuǎn)端指節(jié)繼續(xù)以自適應(yīng)模式抓取物體，直至各指節(jié)完全接觸物體。已有的一種雙關(guān)節(jié)并聯(lián)欠驅(qū)動機器人手指裝置，如中國發(fā)明專利CN101633171A，主要由基座、電機、減速器、近關(guān)節(jié)軸、中部指段、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸，末端指段、耦合傳動機構(gòu)、欠驅(qū)動傳動機構(gòu)和多個簧件構(gòu)成。該裝置可以實現(xiàn)復(fù)合欠驅(qū)動抓取過程，其不足之處在于耦合傳動機構(gòu)與欠驅(qū)動傳動機構(gòu)之間有運動干涉，使用了多個簧件解除約束，造成耦合運動過程中產(chǎn)生很多不必要的能量消耗；耦合機構(gòu)與自適應(yīng)機構(gòu)并聯(lián)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；電機只能放置在基座(手掌)中，手掌空間無法充分利用，沒有充分利用指段空間。已有的一種錐齒輪柔性件復(fù)合抓取機器人手指裝置，如中國發(fā)明專利CN102166753A，主要由基座、電機、減速器、近關(guān)節(jié)軸、中部指段、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、末端指段、三個錐齒輪、主動輪、從動輪、兩個傳動件和簧件構(gòu)成。該裝置可以實現(xiàn)復(fù)合欠驅(qū)動抓取過程，其不足之處在于電機放置在基座(手掌)中，手掌空間無法充分利用，沒有充分利用指段空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)的不足之處，提供一種錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，該裝置可實現(xiàn)耦合抓取與自適應(yīng)抓取相結(jié)合的復(fù)合欠驅(qū)動抓取模式，且該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低；電機放置在中部指段中，解放手掌空間；僅用一個驅(qū)動器驅(qū)動兩個關(guān)節(jié)，傳動能量損耗小。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明所述的一種錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，包括基座、電機、減速器、中部指段、末端指段、近關(guān)節(jié)軸和遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸；所述的遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸活動套接于中部指段中，所述的末端指段套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上；遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸和近關(guān)節(jié)軸平行；其特征在于該裝置還包括第一錐齒輪、第二錐齒輪、第三錐齒輪、第一傳動機構(gòu)和簧件；所述的近關(guān)節(jié)軸套接于基座中并與基座固接；所述的中部指段活動套接在近關(guān)節(jié)軸上；所述的電機和減速器設(shè)置在中部指段中，所述的電機和減速器與中部指段固接，電機的輸出軸與減速器的輸入軸相連，所述第一錐齒輪套固在減速器的輸出軸上，所述第二錐齒輪套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上，所述第一錐 齒輪與第二錐齒輪嚙合，所述第三錐齒輪活動套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上，所述第一錐齒輪與第三錐齒輪嚙合，所述的第一傳動機構(gòu)包括主動輪、從動輪和傳動件，所述的主動輪與從動輪通過傳動件相連，所述主動輪轉(zhuǎn)動方向與從動輪轉(zhuǎn)動方向相同；所述的主動輪活動套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上；所述的從動輪套固在近關(guān)節(jié)軸上；所述的簧件的兩端分別連接第三錐齒輪和主動輪。本發(fā)明所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的傳動件采用傳動帶、鏈條或腱繩，所述的主動輪采用帶輪、鏈輪或繩輪，所述的從動輪采用帶輪、鏈輪或繩輪；所述的傳動件、主動輪和從動輪三者能夠配合形成傳動關(guān)系；所述的傳動件纏繞在主動輪和從動輪上并形成“O”字形。本發(fā)明所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的傳動件采用齒條，所述的主動輪、從動輪均采用齒輪；所述的齒條分別與主動輪、從動輪嚙合；令齒條與主動輪的嚙合點為A，齒條與從動輪的嚙合點為B，主動輪的中心點為O1,從動輪的中心點為O2，線段O1AjBjO2和O2O1構(gòu)成“口”字形，所述的齒條鑲嵌在中部指段中。本發(fā)明所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的傳動件采用連桿，所述的連桿的兩端分別與主動輪、從動輪鉸接；令連桿與主動輪的鉸接點為C，連桿與從動輪的鉸接點為D，主動輪的中心點為O1，從動輪的中心點為O2，線段O1C'⑶、DO2和O2O1構(gòu)成“口”字形。本發(fā)明所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的傳動件包括第I傳動齒輪、第2傳動齒輪、……、第2n-l傳動齒輪、第I過渡軸、第2過渡軸、……、第2n-2過渡軸和第2n-l過渡軸；所述的主動輪、從動輪均采用齒輪；所述的主動輪與第I傳動齒輪相嚙合，第k傳動齒輪與第k+Ι傳動齒輪相嚙合，第2n-l傳動齒輪與從動輪相嚙合；所有的過渡軸均分別活動套接于中部指段中，所有的過渡軸與近關(guān)節(jié)軸平行；第k傳動齒輪活動套接在第k過渡軸上，第2n-l傳動齒輪活動套接在第2n-l過渡軸上，其中，k為1、2、……、2n-2，n為自然數(shù)。本發(fā)明所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的簧件采用扭簧、拉簧、壓簧或片簧。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和突出性效果本發(fā)明裝置采用中置的電機、多個錐齒輪、同向傳動機構(gòu)、活動套接的中部指段和簧件綜合實現(xiàn)了耦合與自適應(yīng)復(fù)合型欠驅(qū)動抓取模式，該裝置在抓取過程中既可以多關(guān)節(jié)聯(lián)動，產(chǎn)生較好的擬人效果；又可以適應(yīng)不同形狀、尺寸的物體，產(chǎn)生較好的自適應(yīng)抓取效果；可實現(xiàn)握持、捏持等多種抓取模式。該裝置是采用一個電機驅(qū)動兩個關(guān)節(jié)的欠驅(qū)動手指裝置，控制容易；該裝置各運動形式之間沒有過多干涉，耦合運動時簧件變形小，手指可以自然停留在耦合運動的任一中間位置，因此能耗??；該裝置將驅(qū)動器置于中部指段中，充分利用了手指空間，布局緊湊；解放了手掌空間，使得更加復(fù)雜的控制機構(gòu)得以安放在手掌中；該裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、維護方便。


圖I是本發(fā)明的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置第一種實施例(采用帶輪機構(gòu))劑視圖。圖2是圖I所示實施例的側(cè)剖圖，也是圖I的W-W剖視圖(未畫出第三錐齒輪63)。圖3是圖I所示實施例的正面外觀圖，也是圖I的外觀圖。圖4是圖I所示實施例的左側(cè)外觀圖。圖5是本發(fā)明提供的第二種實施例(采用齒條機構(gòu))的主動輪、從動輪和傳動件示
O圖6是本發(fā)明提供的第三種實施例(采用連桿機構(gòu))的主動輪、從動輪和傳動件示
O圖7是本發(fā)明提供的第四種實施例(采用兩級齒輪機構(gòu))的主動輪、從動輪和傳動件示意。圖8是本發(fā)明提供的第五種實施例(采用雙聯(lián)錐齒輪兩級傳動機構(gòu))的主動輪、從動輪和傳動件示意。圖9、圖10、圖11、和圖12是圖I所示實施例抓握物體過程示意。在圖I至圖12中I —基座，11 —中部指段，12 —末端指段，13—電機支承板， 2—電機，21 —減速器，31 —近關(guān)節(jié)軸，32 —遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸，41 —主動輪，42—從動輪，43—傳動件，5 —簧件，61 一第一維齒輪， 62 —第二維齒輪，63 —第二維齒輪，81-第I傳動齒輪， 83-第I過渡軸，96 —雙聯(lián)維齒輪， 10 —物體。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及多個實施例進(jìn)一步詳細(xì)介紹本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作原理的內(nèi)容。本發(fā)明設(shè)計的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置的第一種實施例，如圖I、圖2、圖3和圖4所示，包括基座I、電機2、減速器21、中部指段11、末端指段12、近關(guān)節(jié)軸31和遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32 ;所述的遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32活動套接于中部指段11中，所述的末端指段12套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32上；遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32和近關(guān)節(jié)軸31平行。該裝置還包括第一錐齒輪61、第二錐齒輪62、第三錐齒輪63、第一傳動機構(gòu)和簧件5 ;所述的近關(guān)節(jié)軸31套接于基座I中并與基座I固接；所述的中部指段11活動套接在近關(guān)節(jié)軸31上；所述的電機2和減速器21設(shè)置在中部指段中，所述的電機2和減速器21與中部指段11固接，電機2的輸出軸與減速器21的輸入軸相連，所述第一錐齒輪61套固在減速器的輸出軸上，所述第二錐齒輪62套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32上，所述第一錐齒輪61與第二錐齒輪62嚙合，所述第三錐齒輪63活動套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上，所述第一錐齒輪6 1與第三錐齒輪63嚙合，所述的第一傳動機構(gòu)包括主動輪41、從動輪42和傳動件，所述的主動輪41與從動輪42通過傳動件相連,所述主動輪41轉(zhuǎn)動方向與從動輪42轉(zhuǎn)動方向相同；所述的主動輪41活動套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32上；所述的從動輪42套固在近關(guān)節(jié)軸31上；所述的簧件5的兩端分別連接第三錐齒輪63和主動輪41。本實施例還包括電機支承板13，所述的電機支承板13固接于中部指段11底部，所述的電機2和減速器21中置于中部指段11中并與電機支承板13固接。本發(fā)明所述的簧件采用扭簧、拉簧、壓簧、片簧或片簧。本實施例中，所述的簧件5采用扭簧。本發(fā)明所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，所述的傳動件43采用傳動帶、鏈條或腱繩，所述的主動輪41采用帶輪、鏈輪或繩輪，所述的從動輪42采用帶輪、鏈輪或繩輪；所述的傳動件43、主動輪41和從動輪42三者能夠配合形成傳動關(guān)系；所述的傳動件43纏繞在主動輪41和從動輪42上并形成“O”字形。本實施例中，所述的傳動件43采用傳動帶，所述的主動輪41采用帶輪，所述的從動輪42采用帶輪；所述的傳動件43、主動輪41和從動輪42三者能夠配合形成傳動關(guān)系；所述的傳動件43纏繞在主動輪41和從動輪42上并形成“O”字形。本發(fā)明所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置的第二種實施例，如圖5所示，所述的傳動件43采用齒條，所述的主動輪41、從動輪42均采用齒輪；所述的齒條分別與主動輪41、從動輪42嚙合；令齒條與主動輪41的嚙合點為A，齒條與從動輪42的嚙合點為B，主動輪41的中心點為O1，從動輪42的中心點為O2，線段O1AaBjO2和O2O1構(gòu)成“口”字形，所述的齒條鑲嵌在中部指段中。本發(fā)明設(shè)計的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置的第三種實施例，如圖6所示，所述的傳動件43采用連桿，所述的連桿的兩端分別與主動輪41、從動輪42鉸接；令連桿與主動輪41的鉸接點為C，連桿與從動輪42的鉸接點為D，主動輪41的中心點為O1，從動輪42的中心點為O2,線段O1C' CD、DO2和O2O1構(gòu)成“ 口 ”字形。本發(fā)明所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置的第四種實施例，如圖7所
示，所述的傳動件包括第I傳動齒輪、第2傳動齒輪、......、第2n-l傳動齒輪、第I過渡軸、
第2過渡軸、……、第2n-2過渡軸和第2n-l過渡軸；所述的主動輪(41)、從動輪(42)均采用齒輪；所述的主動輪41與第I傳動齒輪相嚙合，第k傳動齒輪與第k+Ι傳動齒輪相嚙合，第2n-l傳動齒輪與從動輪42相嚙合；所有的過渡軸均分別活動套接于中部指段11中，所有的過渡軸與近關(guān)節(jié)軸31平行；第k傳動齒輪活動套接在第k過渡軸上，第2n-l傳動齒輪活動套接在第2n-l過渡軸上，其中，k為1、2、……、2n-2，n為自然數(shù)。本實施例中，所述的傳動件包括第I傳動齒輪81和第I過渡軸83 ;所述的主動輪41、從動輪42均采用齒輪；所述的主動輪41與第I傳動齒輪81相嚙合，第I傳動齒輪81與從動輪42相嚙合；第I過渡軸83活動套接于中部指段11中并與近關(guān)節(jié)軸31平行；第I傳動齒輪81活動套接在第I過渡軸83上。本發(fā)明設(shè)計的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置的第五種實施例，所述的主動輪41和從動輪42之間采用兩級或兩級以上傳動方式連接。只要主動輪41和從動輪42的轉(zhuǎn)動方向相同即可。比如，如圖8所示，所述的傳動件為雙聯(lián)錐齒輪96 ;所述的雙聯(lián)錐齒輪96活動套設(shè)在中部指段中，其中心線與近關(guān)節(jié)軸31的中心線、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32的中心線位于平面內(nèi)，雙聯(lián)錐齒輪96的中心線與近關(guān)節(jié)軸31的中心線相垂直；所述的主動輪41和從動輪42均采用錐齒輪，雙聯(lián)錐齒輪96 —端的錐齒輪與主動輪41相嚙合，另一端的錐齒輪與從動輪42相嚙合。主動輪41和從動輪42在雙聯(lián)錐齒輪的中心線的兩側(cè)，這樣就可以實現(xiàn)通過雙聯(lián)錐齒輪的傳動，主動輪與從動輪同向轉(zhuǎn)動。
以圖I所示的第一種實施例為例介紹本發(fā)明裝置的工作原理，結(jié)合圖9、圖10、圖11和圖12，敘述如下該裝置的初始位置如圖9所示，此時中部指段11、末端指段12和基座I呈伸直狀態(tài)。當(dāng)使用本實施例的機器人手抓取物體10時，電機2帶動減速器21的輸出軸轉(zhuǎn)動，減速器21的輸出軸通過第一錐齒輪61帶動與第二錐齒輪62固接的遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32轉(zhuǎn)動，于是帶動末端指段12繞遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32的中心線轉(zhuǎn)動。由于第一錐齒輪61與第三錐齒輪63嚙合，由于簧件5的約束作用，第三錐齒輪63通過簧件5帶動主動輪41轉(zhuǎn)動，主動輪41通過傳動件43帶動從動輪42轉(zhuǎn)動，從動輪帶動近關(guān)節(jié)軸31轉(zhuǎn)動，可是近關(guān)節(jié)軸31與基座I固接，因此，反過來使中部指段11繞近關(guān)節(jié)軸31的中心線轉(zhuǎn)過角度α ;遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32的轉(zhuǎn)動使得與其固接的末端指段12同樣轉(zhuǎn)過角度α，從而達(dá)到遠(yuǎn)關(guān)節(jié)和近關(guān)節(jié)兩個關(guān)節(jié)的同時轉(zhuǎn)動效果(即耦合轉(zhuǎn)動效果)。本實施例中，改變主動輪41和從動輪42的相對大小可以獲得不同的耦合效果。假設(shè)中部指段11與末端指段12均轉(zhuǎn)過α角后碰到物體10，此時可能出現(xiàn)以下兩種情況I)中部指段11先接觸物體10，如圖10所示。此時中部指段11由于物體10的阻擋不會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，電機2繼續(xù)運行，簧件5將發(fā)生變形，使得遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32得以獨立于中部指段11繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使得末端指段12繼續(xù)轉(zhuǎn)動β角，直至末端指段12與物體表面接觸；實現(xiàn)解耦轉(zhuǎn)動，即近關(guān)節(jié)未轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。此后由于末端指段12被物體阻擋而無法繼續(xù)繞遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32的中心線轉(zhuǎn)動，從而完成抓取過程，達(dá)到握持效果，如圖11所示。2)末端指段12先接觸物體10而中部指段11尚未接觸物體10，如圖12所示。此時遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸32無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使得近關(guān)節(jié)軸31也無法轉(zhuǎn)動，從而完成抓取過程，達(dá)到捏持效果。本發(fā)明裝置采用中置的電機、同向傳動機構(gòu)、活動套接的中部指段和簧件綜合實現(xiàn)了耦合與自適應(yīng)復(fù)合型欠驅(qū)動抓取模式，該裝置在抓取過程中既可以多關(guān)節(jié)聯(lián)動，產(chǎn)生較好的擬人效果；又可以適應(yīng)不同形狀、尺寸的物體，產(chǎn)生較好的自適應(yīng)抓取效果；可實現(xiàn)握持、捏持等多種抓取模式。該裝置是采用一個電機驅(qū)動兩個關(guān)節(jié)的欠驅(qū)動手指裝置，控制容易；該裝置各運動形式之間沒有過多干涉，耦合運動時簧件變形小，手指可以自然停留在耦合運動的任一中間位置，因此能耗??；該裝置將驅(qū)動器置于中部指段中，充分利用了手指空間，布局緊湊；解放了手掌空間，使得更加復(fù)雜的 控制機構(gòu)得以安放在手掌中；該裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、維護方便。
權(quán)利要求
1.一種錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，包括基座(I)、電機(2 )、減速器(21)、中部指段(11)、末端指段(12)、近關(guān)節(jié)軸(31)和遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸(32);所述的遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸(32)活動套接于中部指段(11)中，所述的末端指段(12)套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸(32)上；遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸(32)和近關(guān)節(jié)軸(31)平行；其特征在于該裝置還包括第一錐齒輪(61)、第二錐齒輪(62)、第三錐齒輪(63)、第一傳動機構(gòu)和簧件(5);所述的近關(guān)節(jié)軸(31)套接于基座(I)中并與基座(I)固接，所述的中部指段(11)活動套接在近關(guān)節(jié)軸(31)上；所述的電機(2 )和減速器(21)設(shè)置在中部指段中，所述的電機(2)和減速器(21)與中部指段(11)固接，電機(2)的輸出軸與減速器(21)的輸入軸相連，所述第一錐齒輪(61)套固在減速器的輸出軸上，所述第二錐齒輪(62)套固在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上，所述第一錐齒(61)輪與第二錐齒輪(62)嚙合，所述第三錐齒輪(63)活動套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上，所述第一錐齒輪(61)與第三錐齒輪(63)嚙合，所述的第一傳動機構(gòu)包括主動輪(41)、從動輪(42 )和傳動件,所述的主動輪(41)與從動輪(42 )通過傳動件相連，所述主動輪(41)轉(zhuǎn)動方向與從動輪(42)轉(zhuǎn)動方向相同；所述的主動輪(41)活動套接在遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸(32)上；所述的從動輪(42)套固在近關(guān)節(jié)軸(31)上；所述的簧件(5)的兩端分別連接第三錐齒輪(63)和主動輪(41)。
2.如權(quán)利要求I所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的傳動件(43)采用傳動帶、鏈條或腱繩，所述的主動輪(41)采用帶輪、鏈輪或繩輪，所述的從動輪(42 )采用帶輪、鏈輪或繩輪；所述的傳動件(43 )、主動輪(41)和從動輪(42 )三者能夠配合形成傳動關(guān)系；所述的傳動件(43)纏繞在主動輪(41)和從動輪(42)上并形成“0”字形。
3.如權(quán)利要求I所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的傳動件(43)采用齒條，所述的主動輪(41)、從動輪(42)均采用齒輪；所述的齒條分別與主動輪(41)、從動輪(42)嚙合；令齒條與主動輪(41)的嚙合點為A，齒條與從動輪(42)的嚙合點為B，主動輪(41)的中心點為O1，從動輪(42)的中心點為O2，線段O1A' AB、BO2和O2O1構(gòu)成“口”字形，所述的齒條鑲嵌在中部指段中。
4.如權(quán)利要求I所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的傳動件(43)采用連桿，所述的連桿的兩端分別與主動輪(41)、從動輪(42)鉸接；令連桿與主動輪(41)的鉸接點為C，連桿與從動輪(42)的鉸接點為D，主動輪(41)的中心點為O1，從動輪(42)的中心點為O2，線段O1C、線段CD、線段DO2和線段O2O1構(gòu)成“口”字形。
5.如權(quán)利要求I所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的傳動件包括第I傳動齒輪、第2傳動齒輪、……、第2n-l傳動齒輪、第I過渡軸、第2過渡軸、……、第2n-2過渡軸和第2n-l過渡軸；所述的主動輪(41)、從動輪(42)均采用齒輪；所述的主動輪(41)與第I傳動齒輪相嚙合，第k傳動齒輪與第k+1傳動齒輪相嚙合，第2n-l傳動齒輪與從動輪(42)相嚙合；所有的過渡軸均分別活動套接于中部指段(11)中,所有的過渡軸與近關(guān)節(jié)軸(31)平行；第k傳動齒輪活動套接在第k過渡軸上，第2n-l傳動齒輪活動套接在第2n-l過渡軸上，其中，k為1、2、……、2n-2，n為自然數(shù)。
6.如權(quán)利要求I所述的錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，其特征在于所述的簧件(5)采用扭簧、拉簧、壓簧或片簧。
全文摘要
錐齒輪系復(fù)合欠驅(qū)動機器人手指裝置，屬于機器人手技術(shù)領(lǐng)域，包括基座、電機、減速器、中部指段、末端指段、近關(guān)節(jié)軸、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、多個錐齒輪和簧件等。該裝置采用中置的電機、同向傳動機構(gòu)、活動套接的中部指段和簧件綜合實現(xiàn)了耦合與自適應(yīng)復(fù)合型欠驅(qū)動抓取模式，即在抓取過程中既可以多關(guān)節(jié)聯(lián)動，產(chǎn)生較好的擬人效果；又可以適應(yīng)不同形狀、尺寸的物體，產(chǎn)生較好的自適應(yīng)抓取效果；可實現(xiàn)握持、捏持等多種抓取模式。該裝置控制容易、能耗?。辉撗b置將驅(qū)動器置于中部指段中，充分利用了手指空間，布局緊湊；解放了手掌空間，使得更加復(fù)雜的控制機構(gòu)得以安放在手掌中；該裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、維護方便。
文檔編號B25J15/00GK102756375SQ20121025367
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者張文增, 李涌嘉 申請人:清華大學(xué)