專利名稱：基于扭繩驅(qū)動的機器人手指的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于扭繩驅(qū)動的機器人手指。
背景技術(shù)：
機器人手是機器人的重要組成部分，近年來成為各國學(xué)者研究的熱門和重點，機器人手指的驅(qū)動方式又是影響機器人手性能和功能的重要方面，現(xiàn)在機器人手指的驅(qū)動方式主要分為兩大類電機驅(qū)動，液壓或者氣壓驅(qū)動，這兩類驅(qū)動方案比較各有優(yōu)劣，液壓或氣壓驅(qū)動能用較小的驅(qū)動機構(gòu)產(chǎn)生較大的驅(qū)動力，但是為避免液壓油受到污染，對環(huán)境清潔度要求高，氣壓驅(qū)動器工作時會產(chǎn)生較大噪音，更重要的是液壓和氣壓驅(qū)動器難以精確控制驅(qū)動位移、位置和驅(qū)動カ；若采用電機驅(qū)動，能較好的實現(xiàn)轉(zhuǎn)角和力的精確控制，傳感器檢測和驅(qū)動電路控制電機的轉(zhuǎn)角和カ矩等各參數(shù)也很方便，但是受制于機器人手指尺寸不能太大，安裝在機器人手指上的電機不能太大，電機驅(qū)動カ就會較小，需要通過減速機構(gòu)減速增力。為此，哈工大的劉宏教授帶頭開發(fā)了 DLR線性驅(qū)動器，用蝸桿減速器，將電機的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)轵?qū)動器的直線運動，并減速增カ；哈工大的DLR線性驅(qū)動器有較小的尺寸，在較小的空間內(nèi)實現(xiàn)電機的減速、產(chǎn)生很大的驅(qū)動力，但是由于采用蝸輪蝸桿減速器，驅(qū)動器有時會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，而且由于有齒輪間隙，正反行程會有一定誤差。而目前很少有其它類型的減速增カ減速器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種基于扭繩驅(qū)動的機器人手指，，它具有尺寸小、驅(qū)動カ大、控制準確方便的優(yōu)點。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，它包括近指段、中指段、末指段、中指軸、末指軸、耦合連桿、扭繩轉(zhuǎn)軸、扭繩、回復(fù)彈簧和電機，其特征在于電機固定連接在近指段上，中指段通過中指軸連接在近指段上，末指段通過末指軸連接在中指段上，末指段和近指段通過耦合連桿相連，扭繩的一端連接在電機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過扭繩轉(zhuǎn)軸連接在中指段上，回復(fù)彈簧的兩端分別連接在近指段和中指段上，回復(fù)彈簧環(huán)繞在扭繩的外國。本發(fā)明基于扭繩驅(qū)動的機器人手指，當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)時，連接在電機轉(zhuǎn)軸上的扭繩會相互纏繞，其軸向距離會變短從而拉動中指節(jié)屈曲；在中指段，扭繩末端通過扭繩轉(zhuǎn)軸與其相連，當(dāng)電機軸轉(zhuǎn)動時，扭繩轉(zhuǎn)軸可以不限制扭繩的自轉(zhuǎn)；在扭繩的外部安裝恢復(fù)彈簧，彈簧兩端分別接觸近指段和中指段，推動中指段伸張；近指段和末指段之間通過耦合連桿相連，實現(xiàn)中指節(jié)和末指節(jié)的耦合轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明采用扭繩驅(qū)動，較小尺寸的減速器就能實現(xiàn)較高的減速比和產(chǎn)生較大的驅(qū)動力，沒有齒輪或者絲杠，不會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，沒有回復(fù)間隙。將驅(qū)動手指伸張和收縮的的扭繩和回復(fù)彈簧集成在一起，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，符合機器人手指的要求，適合安裝在機器人手指上。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，I、近指段2、中指段3、末指段4、中指軸 5、末指軸 6、耦合連桿7、扭繩轉(zhuǎn)軸8、扭繩9、回復(fù)彈簧10、電機。
具體實施例方式如圖I所示，發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，它包括近指段I、中指段2、末指段3、中指軸4、末指軸5、耦合連桿6、扭繩轉(zhuǎn)軸7、扭繩8、回復(fù)彈簧9和電機10，電機10固定連接在近指段I上，中指段2通過中指軸4連接在近指段I上，末指段3通過末指軸5連接在中指段2上，末指段3和近指段I通過耦合連桿6相連，扭繩8的一端連接在電機10的轉(zhuǎn)軸上，另ー端通過扭繩轉(zhuǎn)軸7連接在中指段2上，回復(fù)彈簧9的兩端分別連接在近指段I和中指段2 上，回復(fù)彈簧9環(huán)繞在扭繩8的外圍；在安裝時回復(fù)彈簧9有一初始壓縮量，當(dāng)未抓取或者未捏物體吋，由于回復(fù)彈簧9有初始壓縮量，會產(chǎn)生彈力使手指成伸直狀態(tài)；當(dāng)需要手指屈曲吋，電機10旋轉(zhuǎn)，帶動扭繩8轉(zhuǎn)動，兩根扭繩8不斷纏繞軸向距離變短，拉動中指段2繞著中指軸4轉(zhuǎn)動，同時由于近指段I和中指段的2的相對角度發(fā)生了變化，安裝于近指段I上的耦合連桿6會驅(qū)動末指段3，使末指段3相對于中指段2的相對角度也變化，末指段3的運動是繞中指軸4和繞末指軸5的轉(zhuǎn)動的符合運動，實現(xiàn)末指段5和中指段4的耦合轉(zhuǎn)動；當(dāng)需要手指伸張時，電機10反向轉(zhuǎn)動，釋放相互纏繞的扭繩8，由于回復(fù)彈簧9的弾力作用，將推動中指段2伸張，同時由于耦合連桿6的作用，末指段3和中指段2將耦合轉(zhuǎn)動伸張。
權(quán)利要求
1.一種基于扭繩驅(qū)動的機器人手指，它包括近指段、中指段、末指段、中指軸、末指軸、耦合連 桿、扭繩轉(zhuǎn)軸、扭繩、回復(fù)彈簧和電機，其特征在于電機固定連接在近指段上，中指段通過中指軸連接在近指段上，末指段通過末指軸連接在中指段上，末指段和近指段通過耦合連桿相連，扭繩的一端連接在電機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過扭繩轉(zhuǎn)軸連接在中指段上，回復(fù)彈簧的兩端分別連接在近指段和中指段上，回復(fù)彈簧環(huán)繞在扭繩的外圍。
全文摘要
一種基于扭繩驅(qū)動的機器人手指，它包括近指段、中指段、末指段、中指軸、末指軸、耦合連桿、扭繩轉(zhuǎn)軸、扭繩、回復(fù)彈簧和電機，電機固定連接在近指段上，中指段通過中指軸連接在近指段上，末指段通過末指軸連接在中指段上，末指段和近指段通過耦合連桿相連，扭繩的一端連接在電機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過扭繩轉(zhuǎn)軸連接在中指段上，回復(fù)彈簧的兩端分別連接在近指段和中指段上，回復(fù)彈簧環(huán)繞在扭繩的外圍；本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，驅(qū)動力大、控制準確方便，適合安裝在機器人手指上。
文檔編號B25J15/00GK102862163SQ20121033553
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者楊泉, 張華 , 張孝 申請人:南昌大學(xué)