一种具有单向柔性指节的自适应手指机构

摘要

本发明公开了一种具有单向柔性指节的自适应手指机构，主要包括近指节、中指节、远指节、传动机构与手指基座；其中，近指节与中指节均有多个指节单元通过连接轴串与扭簧串联构成，相邻指节单元间安装有扭簧，且具有机械结构限位；中指节顶端与末端分别通过连接轴与扭簧串联远指节与近指节顶端；近指节末端通过连接轴与扭簧连接基座；整个手指机构通过驱动电机提供动力，由锥齿轮传递给欠驱动连杆机构，进而带动手指进行抓取操作；同时平行捏取连杆机构可使手指实现远指节捏取操作；本发明的优点为：实现了手指机构的高欠驱动和高形状自适应性，抓取空间大，包络抓取物体能力强。

主权项

一种具有单向柔性指节的自适应手指机构，其特征在于：包括近指节、中指节、远指节、传动机构与手指基座；所述近指节与中指节均由至少两个刚性指节单元构成，全部指节单元间通过第一连接轴两两串联，相邻两指节单元间通过第一扭簧相连；通过第一扭簧使相邻两指节单元在无外力作用时相互贴合；上述近指节与中指节中位于末端的指节单元作为末端连接件；位于前端的指节单元作为前端连接件；由此，中指节中的末端连接件通过第二连接轴与近指节中前端连接件串联；中指节中的末端连接件通过第二连接轴与近指节中前端连接件间安装有第二扭簧；通过第二扭簧可使近指节中末端连接件与中指节中前端连接件间在无外力作用时相互贴合；中指节中前端连接件通过第三连接轴与远指节串联；上述远指节的一侧具有捏取面，另一侧具有限位平面，且限位面与捏取面垂直；近指节中前端连接件与基座上固定安装的水平驱动轴套接；所述传动机构包括一级锥齿轮、二级锥齿轮、驱动电机、欠驱动连杆机构与平行捏取连杆机构；其中，驱动电机固定安装在基座上，驱动电机输出轴上同轴套接有一级锥齿轮；二级锥齿轮套接在驱动轴上，且与一级锥齿轮啮合；所述欠驱动连杆机构包括第一欠驱动连杆、第二欠驱动连杆、第三连杆、第四欠驱动连杆；其中，第一欠驱动连杆的铰接端与第二欠驱动连杆铰接端A铰接；第三欠驱动连杆为弯折连杆；令弯折处两端分别为杆A与杆B；由此，第二欠驱动连杆的铰接端B与第三欠驱动连杆的弯折处铰接；第三欠驱动连杆中杆A的端部与第四欠驱动连杆的铰接端A铰接；上述结构的欠驱动连杆机构中，第一欠驱动连杆的安装端套接在驱动轴上，与二级锥齿轮固连；第三欠驱动连杆中杆B的端部套接在第二连接轴上；第四欠驱动连杆的铰接端B与远指节铰接；所述平行捏取连杆机构包括第一捏取连杆、第二捏取连杆、第三捏取连杆、第四捏取连杆与第五捏取连杆；其中，第一捏取连杆的铰接端与第二捏取连杆铰接端A铰接；第三捏取连杆为弯折连杆；令弯折处两端分别为杆A与杆B；由此，第二捏取连杆的铰接端B与第三捏取连杆的弯折处铰接；第三捏取连杆中杆A的端部与第四捏取连杆的铰接端A铰接；第四捏取连杆的铰接端B与第五连杆的铰接端铰接；上述结构的平行捏取连杆机构中，第一捏取连杆的安装端套接在驱动轴上，第一捏取连杆与基座间安装有第三扭簧；第三扭簧套接在驱动轴上，一端与基座底面固连，另一端与第一捏取连杆固连；且基座底面上设计有斜面，通过第三扭簧使第一捏取连杆与斜面贴合；第三捏取连杆的铰接端B套接在第二连接轴上；第五捏取连杆的安装端与远指节铰接；所述第五捏取连杆与远指节间安装有第四扭簧；第四扭簧套接在第三连接轴上，一端与第五捏取连杆固连，另一端与远指节固连；且通过第四扭簧的作用，使远指节上的限位面与第五捏取连杆贴合；此时远指节的捏取面与水平面垂直。