双关节轮式并联耦合欠驱动仿生机械手指装置

摘要

双关节轮式并联耦合欠驱动仿生机械手指装置，属于拟人机器人手技术领域，包括基座、电机、减速器、近关节轴、中部指段、远关节轴、末端指段、齿轮齿条耦合传动机构、轮式欠驱动传动机构和多个簧件。该装置采用电机、齿轮齿条耦合传动机构、轮式欠驱动传动机构和多个簧件综合实现了耦合抓取效果与自适应欠驱动抓取效果的融合，在手指没有碰到物体的时候，各关节以耦合模式同时转动，非常拟人化，同时也能够实现末端捏持动作；当手指碰到物体的时候，则以欠驱动方式转动，能够自动适应物体的外形实现抓取，有助于以握持方式抓取物体，抓取效果稳定；另外，本装置成本低，控制简单，外观和动作均与人手相似，适用于拟人机器人手。

主权项

一种双关节轮式并联耦合欠驱动仿生机械手指装置，包括基座(1)、电机(2)、减速器(7)、近关节轴(3)、中部指段(4)、远关节轴(5)和末端指段(6)；所述的电机(2)和减速器(7)与基座(1)固接，减速器(7)的输出轴与近关节轴(3)相连，所述的近关节轴(3)套设在基座(1)中，所述的中部指段(4)套接在近关节轴(3)上，所述的远关节轴(5)套设在中部指段(4)中，所述的末端指段(6)套固在远关节轴(5)上，远关节轴(5)和近关节轴(3)平行；其特征在于：该双关节轮式并联耦合欠驱动仿生机械手指装置还包括第一齿轮(11)、第二齿轮(12)、齿条(13)、主动轮(21)、从动轮(22)、传动件(23)、第一簧件(31)、第二簧件(32)和第三簧件(33)；所述的第一齿轮(11)套接在近关节轴(3)上，第一齿轮(11)与基座(1)固接；所述的第二齿轮(12)套接在远关节轴(5)上，所述的齿条(13)两端分别与第一齿轮(11)和第二齿轮(12)啮合；令齿条(13)与第一齿轮(11)的啮合点为A，齿条(13)与第二齿轮(12)的啮合点为B，第一齿轮(11)的中心点为O1，第二齿轮(12)的中心点为O2，线段O1A、AB、BO2和O2O1构成“8”字形，线段AB和O1O2相交且交点在线段O1O2上，所述的A和B分别在线段O1O2两侧；所述的齿条(13)镶嵌在中部指段(4)中；所述的齿条(13)、第一齿轮(11)和第二齿轮(12)三者能够配合形成传动关系；所述的主动轮(21)固接在近关节轴(3)上，所述的从动轮(22)套接在远关节轴(5)上，所述的传动件(23)连接主动轮(21)和从动轮(22)；所述的传动件(23)采用传动带、腱绳或链条，所述的传动件(23)、主动轮(21)和从动轮(22)三者之间能够配合形成传动关系；所述的第一簧件(31)的两端分别连接近关节轴(3)和中部指段(4)；所述的第二簧件(32)的两端分别连接远关节轴(5)和第二齿轮(12)；所述的第三簧件(33)的两端分别连接远关节轴(5)和从动轮(22)。