CN102862163A - 基于扭绳驱动的机器人手指 - Google Patents

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杨泉
张华�
张孝
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Abstract

一种基于扭绳驱动的机器人手指，它包括近指段、中指段、末指段、中指轴、末指轴、耦合连杆、扭绳转轴、扭绳、回复弹簧和电机，电机固定连接在近指段上，中指段通过中指轴连接在近指段上，末指段通过末指轴连接在中指段上，末指段和近指段通过耦合连杆相连，扭绳的一端连接在电机的转轴上，另一端通过扭绳转轴连接在中指段上，回复弹簧的两端分别连接在近指段和中指段上，回复弹簧环绕在扭绳的***；本发明结构紧凑、体积小，驱动力大、控制准确方便，适合安装在机器人手指上。

Description

基于扭绳驱动的机器人手指
技术领域
本发明涉及一种基于扭绳驱动的机器人手指。
背景技术
 机器人手是机器人的重要组成部分，近年来成为各国学者研究的热门和重点，机器人手指的驱动方式又是影响机器人手性能和功能的重要方面，现在机器人手指的驱动方式主要分为两大类：电机驱动，液压或者气压驱动，这两类驱动方案比较各有优劣，液压或气压驱动能用较小的驱动机构产生较大的驱动力，但是为避免液压油受到污染，对环境清洁度要求高，气压驱动器工作时会产生较大噪音，更重要的是液压和气压驱动器难以精确控制驱动位移、位置和驱动力；若采用电机驱动，能较好的实现转角和力的精确控制，传感器检测和驱动电路控制电机的转角和力矩等各参数也很方便，但是受制于机器人手指尺寸不能太大，安装在机器人手指上的电机不能太大，电机驱动力就会较小，需要通过减速机构减速增力。为此，哈工大的刘宏教授带头开发了DLR线性驱动器，用蜗杆减速器，将电机的旋转运动变为驱动器的直线运动，并减速增力；哈工大的DLR线性驱动器有较小的尺寸，在较小的空间内实现电机的减速、产生很大的驱动力，但是由于采用蜗轮蜗杆减速器，驱动器有时会产生爬行现象，而且由于有齿轮间隙，正反行程会有一定误差。而目前很少有其它类型的减速增力减速器。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于扭绳驱动的机器人手指，，它具有尺寸小、驱动力大、控制准确方便的优点。
本发明是这样来实现的，它包括近指段、中指段、末指段、中指轴、末指轴、耦合连杆、扭绳转轴、扭绳、回复弹簧和电机，其特征在于电机固定连接在近指段上，中指段通过中指轴连接在近指段上，末指段通过末指轴连接在中指段上，末指段和近指段通过耦合连杆相连，扭绳的一端连接在电机的转轴上，另一端通过扭绳转轴连接在中指段上，回复弹簧的两端分别连接在近指段和中指段上，回复弹簧环绕在扭绳的***。
本发明基于扭绳驱动的机器人手指，当电机旋转时，连接在电机转轴上的扭绳会相互缠绕，其轴向距离会变短从而拉动中指节屈曲；在中指段，扭绳末端通过扭绳转轴与其相连，当电机轴转动时，扭绳转轴可以不限制扭绳的自转；在扭绳的外部安装恢复弹簧，弹簧两端分别接触近指段和中指段，推动中指段伸张；近指段和末指段之间通过耦合连杆相连，实现中指节和末指节的耦合转动。
本发明的技术效果是：本发明采用扭绳驱动，较小尺寸的减速器就能实现较高的减速比和产生较大的驱动力，没有齿轮或者丝杠，不会产生爬行现象，没有回复间隙。将驱动手指伸张和收缩的的扭绳和回复弹簧集成在一起，结构紧凑、体积小，符合机器人手指的要求，适合安装在机器人手指上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
在图中，1、近指段  2、中指段   3、末指段  4、中指轴   5、末指轴
6、耦合连杆  7、扭绳转轴  8、扭绳  9、回复弹簧  10、电机。
具体实施方式
如图1所示，发明是这样来实现的，它包括近指段1、中指段2、末指段3、中指轴4、末指轴5、耦合连杆6、扭绳转轴7、扭绳8、回复弹簧9和电机10，电机10固定连接在近指段1上，中指段2通过中指轴4连接在近指段1上，末指段3通过末指轴5连接在中指段2上，末指段3和近指段1通过耦合连杆6相连，扭绳8的一端连接在电机10的转轴上，另一端通过扭绳转轴7连接在中指段2上，回复弹簧9的两端分别连接在近指段1和中指段2上，回复弹簧9环绕在扭绳8的***；在安装时回复弹簧9有一初始压缩量，当未抓取或者未捏物体时，由于回复弹簧9有初始压缩量，会产生弹力使手指成伸直状态；当需要手指屈曲时，电机10旋转，带动扭绳8转动，两根扭绳8不断缠绕轴向距离变短，拉动中指段2绕着中指轴4转动，同时由于近指段1和中指段的2的相对角度发生了变化，安装于近指段1上的耦合连杆6会驱动末指段3，使末指段3相对于中指段2的相对角度也变化，末指段3的运动是绕中指轴4和绕末指轴5的转动的符合运动，实现末指段5和中指段4的耦合转动；当需要手指伸张时，电机10反向转动，释放相互缠绕的扭绳8，由于回复弹簧9的弹力作用，将推动中指段2伸张，同时由于耦合连杆6的作用，末指段3和中指段2将耦合转动伸张。

Claims (1)

1.一种基于扭绳驱动的机器人手指，它包括近指段、中指段、末指段、中指轴、末指轴、耦合连杆、扭绳转轴、扭绳、回复弹簧和电机，其特征在于电机固定连接在近指段上，中指段通过中指轴连接在近指段上，末指段通过末指轴连接在中指段上，末指段和近指段通过耦合连杆相连，扭绳的一端连接在电机的转轴上，另一端通过扭绳转轴连接在中指段上，回复弹簧的两端分别连接在近指段和中指段上，回复弹簧环绕在扭绳的***。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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