自主視覺仿生機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自主視覺仿生機(jī)器人，包括基體、圖像采集裝置、大臂、小臂以及機(jī)械手；所述基體頂部設(shè)置支撐體，所述圖像采集裝置底部與所述支撐體頂部鉸接，所述大臂一端與水平設(shè)于基體一側(cè)的大臂旋轉(zhuǎn)軸鉸接，所述小臂中部與大臂開放端鉸接，所述機(jī)械手借助于連接塊設(shè)于小臂末端，所述機(jī)械手包括手掌以及與手掌連接的至少兩根具有三個(gè)自由度的手指。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)仿照人手，配合壓力、溫度和視覺傳感器，實(shí)現(xiàn)抓取的智能化，能預(yù)判物體的位置、形狀和大致材質(zhì)，并結(jié)合在抓取過程中各種傳感器的具體數(shù)值，進(jìn)而準(zhǔn)確的用不同的手型、恰當(dāng)?shù)牧Χ茸灾髯ト∥矬w并放到指定位置，能夠提高精度，擴(kuò)大適用范圍，提高工作效率。
【專利說明】自主視覺仿生機(jī)器人
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種程序控制機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種自主視覺仿生機(jī)器人。【背景技術(shù)】
[0003]目前國內(nèi)機(jī)器人正在逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，在發(fā)展和應(yīng)用專用機(jī)器人的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)器人，有條件的還要研制示教式機(jī)器人、計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人和組合機(jī)器人等。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)器人的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)器人，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。但是現(xiàn)有機(jī)器人，不論什么結(jié)構(gòu)的，均不能根據(jù)視覺分析進(jìn)行抓取物體位置和抓取數(shù)量的判斷，精度低，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有機(jī)器人不能自行判斷抓取物體的位置和抓取數(shù)量的問題，本發(fā)明提供一種自主視覺仿生機(jī)器人，通過采用圖像采集裝置獲得抓取物體信息，提高使用精度，擴(kuò)大適用范圍，提聞效率。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明公開了一種自主視覺仿生機(jī)器人，包括基體、圖像采集裝置、大臂、小臂以及機(jī)械手；所述基體頂部設(shè)置支撐體，所述圖像采集裝置底部與所述支撐體頂部鉸接，所述大臂一端與水平設(shè)于基體一側(cè)的大臂旋轉(zhuǎn)軸鉸接，所述小臂中部與大臂開放端鉸接，所述機(jī)械手借助于連接塊設(shè)于小臂末端，所述機(jī)械手包括手掌以及與手掌連接的至少兩根具有三個(gè)自由度的手指。
[0007]所述圖像采集裝置為相機(jī)。
[0008]所述基體內(nèi)設(shè)置大臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)，大臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出端與大臂旋轉(zhuǎn)軸連接，所述大臂外側(cè)豎向固定設(shè)有大臂擺動(dòng)電機(jī)，所述大臂擺動(dòng)電機(jī)輸出端連接用于驅(qū)動(dòng)大臂在水平方向擺動(dòng)的四連桿機(jī)構(gòu)，所述四連桿機(jī)構(gòu)包括與大臂平行的拉桿，拉桿兩端與支撐桿鉸接，其中一根支撐桿端部與大臂擺動(dòng)電機(jī)輸出端了解，另外一根支撐桿端部和大臂與大臂旋轉(zhuǎn)軸之間的轉(zhuǎn)軸連接。
[0009]所述大臂外側(cè)還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)小臂在水平方向擺動(dòng)的小臂擺動(dòng)電機(jī)，所述大臂末端與小臂中部鉸接，小臂擺動(dòng)電機(jī)通過二連桿機(jī)構(gòu)與小臂位于大臂側(cè)的末端鉸接。
[0010]所述小臂末端設(shè)有軸線方向與小臂長度方向相同的機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述長方體形連接塊固定設(shè)于所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出端，所述連接塊另外一端設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手在豎直方向上擺動(dòng)的機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)電機(jī)，所述機(jī)械手手掌與機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)電機(jī)輸出端固定連接。
[0011]所述機(jī)械手上連接有五根手指，分別為拇指、食指、中指、無名指和小指，所述拇指設(shè)于機(jī)械手手掌一側(cè)，食指、中指、無名指和小指均豎向排列于手掌頂端。
[0012]所述拇指借助于拇指擺臂設(shè)于手掌一側(cè)，所述拇指擺臂借助于拇指擺軸與手掌鉸接，所述拇指擺軸軸線方向于手掌較大平面平行，所述手掌上還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)拇指擺動(dòng)的拇指擺動(dòng)電機(jī)，拇指擺動(dòng)電機(jī)輸出端借助于齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述拇指擺軸連接，所述拇指包括姆指指尖和姆指指根，所述姆指指根頂端與姆指指尖底端絞接，所述姆指指根頂端設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)姆指指尖繞其與姆指指根絞接軸旋轉(zhuǎn)的姆指指尖彎曲機(jī)構(gòu)，所述姆指指根底端借助于拇指連接件與拇指擺臂頂部設(shè)置的兩個(gè)鉸接耳鉸接，所述拇指指根與拇指連接件鉸接，所述拇指指根與拇指連接件之間的鉸接軸的軸線和拇指連接件與兩個(gè)鉸接耳的鉸接軸的軸線垂直，且兩個(gè)鉸接軸上均設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)該鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0013]所述拇指指尖彎曲機(jī)構(gòu)為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪與拇指指尖和拇指指根之間的鉸接軸固定，拇指指尖與其和拇指指根之間的鉸接軸固定，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿與拇指指根固定連接，且設(shè)有與蝸桿輸入端固定連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0014]所述食指和中指結(jié)構(gòu)相同，所述無名指和小指結(jié)構(gòu)相同；所述食指包括食指指尖、食指指根和食指中間節(jié)，所述食指指尖下端與食指中間節(jié)頂端鉸接，所述食指中間節(jié)與食指指根頂端鉸接，食指指根與食指中間節(jié)之間設(shè)有食指彎曲機(jī)構(gòu)，食指彎曲機(jī)構(gòu)包括食指彎曲電機(jī)和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，蝸桿與食指彎曲電機(jī)輸出端連接，蝸輪與食指指根和食指中間節(jié)的鉸接軸固定連接，食指中間節(jié)與其和食指指根之間的鉸接軸固定，所述食指指尖下端鉸接有食指指尖推桿，食指指尖推桿下端與食指指根頂部固定連接；所述食指指根下端鉸接有食指連接件，食指連接件與手掌鉸接，食指指根下端與食指連接件之間的鉸接軸的軸線和食指連接件與手掌之間的鉸接軸的軸線垂直，且食指連接件內(nèi)設(shè)有分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0015]所述無名指包括無名指指根、無名指指尖、無名指中間節(jié)和無名指彎曲機(jī)構(gòu)，所述無名指指根下端與手掌頂端鉸接，無名指指根與手掌之間的鉸接軸配套設(shè)有驅(qū)動(dòng)該鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述無名指指尖下端與無名指中間節(jié)鉸接，所述無名指中間節(jié)下端與無名指指根頂端鉸接，無名指指根頂部內(nèi)測(cè)設(shè)有無名指彎曲機(jī)構(gòu)，無名指彎曲機(jī)構(gòu)為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪與無名指中間節(jié)和無名指指根之間的鉸接軸固定，該鉸接軸兩端與無名指中間節(jié)固定連接，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿與無名指指根頂端固定，所述無名指指尖下端鉸接有無名指指尖推桿，無名指指尖推桿下端與無名指指根頂端鉸接。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)仿照人手，配合壓力、溫度和視覺傳感器，實(shí)現(xiàn)抓取的智能化，能預(yù)判物體的位置、形狀和大致材質(zhì)，并結(jié)合在抓取過程中各種傳感器的具體數(shù)值，進(jìn)而準(zhǔn)確的用不同的手型、恰當(dāng)?shù)牧Χ茸灾髯ト∥矬w并放到指定位置，能夠提高精度，擴(kuò)大適用范圍，提高工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2本發(fā)明另一方向的機(jī)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是機(jī)械手拇指結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是機(jī)械手食指結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖6是機(jī)械手無名指結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]附圖中的標(biāo)記為:1、底座；2、機(jī)械手；2_1、手掌；2_2、拇指；2_2_1、拇指指尖；2-2-2、拇指指尖彎曲機(jī)構(gòu)；2-2-3、拇指指根；2-2-4、拇指連接件；2_2_5、拇指擺臂；2_2_6、拇指擺軸；2_3、食指；2-3-1、食指指尖；2-3-2、食指中間節(jié)；2_3_3、食指彎曲機(jī)構(gòu)；2_3_4、食指指根；2-3-5、食指指尖推桿；2-3-6、食指連接件；2-4、無名指；2_4_1、無名指指根；2-4-2、無名指彎曲機(jī)構(gòu)；2-4-3、無名指中間節(jié)；2-4-4、無名指指尖；2-4-5、無名指指尖推桿；3、小臂；4、大臂；5、圖像采集裝置；6、基體；7、支撐架；8、機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)電機(jī)；9、大臂旋轉(zhuǎn)軸；10、小臂擺動(dòng)電機(jī)；11、大臂擺動(dòng)電機(jī)；12、銷軸；13、四連桿機(jī)構(gòu)；14、連接塊；15、連桿；16、機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0024]【具體實(shí)施方式】
[0025]下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]本發(fā)明公開了一種自主視覺仿生機(jī)器人，如圖1和圖2所示，包括基體6、圖像采集裝置5、大臂4、小臂3以及機(jī)械手2 ;所述基體6頂部設(shè)置支撐體7，所述圖像采集裝置5底部與所述支撐體7頂部鉸接，所述大臂4 一端與水平設(shè)于基體6 —側(cè)的大臂旋轉(zhuǎn)軸9鉸接，所述小臂3中部與大臂4開放端鉸接，所述機(jī)械手2借助于連接塊14設(shè)于小臂3末端，所述機(jī)械手2包括手掌2-1以及與手掌2-1連接的至少兩根具有三個(gè)自由度的手指，本發(fā)明機(jī)械手采用仿生結(jié)構(gòu)，依次設(shè)有拇指、食指、中指、無名指和小指，拇指具有四個(gè)自由度，即可整體旋轉(zhuǎn)，還可以前后擺動(dòng)，還能左右擺動(dòng)和彎曲，均是通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)或者電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的，食指和中指具有三個(gè)自由度，能夠左右擺動(dòng)，能夠彎曲，還能夠前后擺動(dòng)，均通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，無名指和小指具有兩個(gè)自由度，與食指和中指相比無名指和小指只能前后擺動(dòng)和彎曲，同時(shí)，五個(gè)手指的動(dòng)作是通過圖像采集系統(tǒng)采集的信息經(jīng)過控制裝置處理以后進(jìn)行控制的，本發(fā)明所采用圖像采集裝置5為相機(jī)，另外為了能夠更加準(zhǔn)確，還在五根手指上增設(shè)溫度傳感器、壓力傳感器等信號(hào)采集元件，所有信號(hào)采集元件信號(hào)輸出端均與控制裝置連接，控制裝置使五根手指動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，視覺功能的實(shí)現(xiàn)，由上位機(jī)完成，攝像頭連入上位機(jī)，利用了上位機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力了，能快速處理圖像，采得必要的信息。
[0027]上位機(jī)通過USB或RS232串口與下位機(jī)相連，下位機(jī)通過在手指上設(shè)置的傳感器獲得物體信息后，控制多組步進(jìn)電機(jī)做不同的運(yùn)動(dòng)，完成特定的手型，并配合壓力傳感器的感知，細(xì)化抓取的動(dòng)作，并通過對(duì)常見材料的的識(shí)別，進(jìn)一步控制每個(gè)受力點(diǎn)的壓力，從而控制抓取的力度。
[0028]所述基體6內(nèi)設(shè)置大臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)，大臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出端與大臂旋轉(zhuǎn)軸9連接，所述大臂4外側(cè)豎向固定設(shè)有大臂擺動(dòng)電機(jī)11，所述大臂擺動(dòng)電機(jī)11輸出端連接用于驅(qū)動(dòng)大臂4在水平方向擺動(dòng)的四連桿機(jī)構(gòu)13，所述四連桿機(jī)構(gòu)13包括與大臂平行的拉桿，拉桿兩端與支撐桿鉸接，其中一根支撐桿端部與大臂擺動(dòng)電機(jī)11輸出端鉸接，另外一根支撐桿端部和大臂4與大臂旋轉(zhuǎn)軸9之間的轉(zhuǎn)軸連接,所述大臂4外側(cè)還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)小臂3在水平方向擺動(dòng)的小臂擺動(dòng)電機(jī)10，所述大臂4末端與小臂3中部鉸接，小臂擺動(dòng)電機(jī)10通過二連桿機(jī)構(gòu)與小臂3位于大臂4側(cè)的末端鉸接。所述小臂3末端設(shè)有軸線方向于小臂3長度方向相同的機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)16，所述長方體形的連接塊14固定設(shè)于所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)16輸出端，所述連接塊14另外一端設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手在豎直方向上擺動(dòng)的機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)電機(jī)8，所述機(jī)械手手掌2-1與機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)電機(jī)8輸出端固定連接。本發(fā)明中的大臂和小臂共同構(gòu)成機(jī)器人手臂，手臂既能繞大臂旋轉(zhuǎn)軸上下擺動(dòng)，還能在大臂擺動(dòng)電機(jī)和小臂擺動(dòng)電機(jī)的作用下進(jìn)行單獨(dú)或者組合擺動(dòng)，大臂和小臂的擺動(dòng)實(shí)質(zhì)上均采用的是四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。
[0029]所述機(jī)械手上連接有五根手指(參見附圖3)，分別為拇指2-2、食指2-3、中指、無名指2-4和小指，所述拇指2-2設(shè)于機(jī)械手手掌2-1 —側(cè)，食指2-3、中指、無名指2_4和小指均豎向排列于手掌2-1頂端，本發(fā)明中的食指和中指采用相同結(jié)構(gòu)，無名指和小指采用相同結(jié)構(gòu)，因此在此只對(duì)拇指，食指和無名指的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)論述。
[0030]所述拇指2-2借助于拇指擺臂2-2-5設(shè)于手掌2_1 —側(cè)，所述拇指擺臂2_2_5借助于拇指擺軸2-2-6與手掌2-1鉸接，所述拇指擺軸2-2-6軸線方向于手掌2_1較大平面平行，所述手掌2-1上還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)拇指2-2擺動(dòng)的拇指擺動(dòng)電機(jī)，拇指擺動(dòng)電機(jī)輸出端借助于齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述拇指擺軸2-2-6連接，所述拇指2-2包括拇指指尖2-2-1和拇指指根2-2-3，所述拇指指根2-2-3頂端與拇指指尖2-2-1底端鉸接，所述拇指指根2_2_3頂端設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)拇指指尖2-2-1繞其與拇指指根2-2-3鉸接軸旋轉(zhuǎn)的拇指指尖彎曲機(jī)構(gòu)2-2-2，所述拇指指根2-2-3底端借助于拇指連接件2-2-4與拇指擺臂2_2_5頂部設(shè)置的兩個(gè)鉸接耳鉸接，所述拇指指根2-2-3與拇指連接件2-2-4鉸接，所述拇指指根2-2-3與拇指連接件2-2-4之間的鉸接軸的軸線和拇指連接件2-2-4與兩個(gè)鉸接耳的鉸接軸的軸線垂直，且兩個(gè)鉸接軸上均設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)該鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0031]所述拇指指尖彎曲機(jī)構(gòu)2-2-2為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪與拇指指尖2-2-1和拇指指根2-2-3之間的鉸接軸固定，拇指指尖2-2-1與其和拇指指根2_2_3之間的鉸接軸固定，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿與拇指指根2-2-3固定連接，且設(shè)有與蝸桿輸入端固定連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在具體使用過程中，在拇指擺動(dòng)電機(jī)的作用下，拇指整體能夠繞著拇指擺軸旋轉(zhuǎn)，而拇指指根與拇指擺臂之間的連接結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)十字萬向節(jié)結(jié)構(gòu)，但萬向節(jié)的兩個(gè)軸之間是獨(dú)立存在的，而且分別由對(duì)應(yīng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)拇指的前后擺動(dòng)和左右擺動(dòng)(參見附圖4)，而拇指指尖與拇指指根指尖也是采用鉸接方式連接，鉸接軸兩端與指尖固定，與拇指指根頂端滾動(dòng)配合，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪與該鉸接軸固定，當(dāng)蝸桿驅(qū)動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)該驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)拇指指尖的彎曲。
[0032]所述食指2-3和中指結(jié)構(gòu)相同(參見附圖5)，所述無名指2-4和小指結(jié)構(gòu)相同；所述食指2-3包括食指指尖2-3-1、食指指根2-3-4和食指中間節(jié)2_3_2，所述食指指尖2_3_1下端與食指中間節(jié)2-3-2頂端鉸接，所述食指中間節(jié)2-3-2與食指指根2-3-4頂端鉸接，食指指根2-3-4與食指中間節(jié)2-3-2之間設(shè)有食指彎曲機(jī)構(gòu)2-3-3,食指彎曲機(jī)構(gòu)2_3_3包括食指彎曲電機(jī)和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，蝸桿與食指彎曲電機(jī)輸出端連接，蝸輪與食指指根2-3-4和食指中間節(jié)2-3-2的鉸接軸固定連接，食指中間節(jié)2-3-2與其和食指指根2-3-4之間的鉸接軸固定所述食指指尖2-3-1下端鉸接有食指指尖推桿2-3-5，食指指尖推桿2-3-5下端與食指指根2-3-4頂部固定連接；所述食指指根2-3-4下端鉸接有食指連接件2-3-6，食指連接件2-3-6與手掌2-1鉸接，食指指根2-3-4下端與食指連接件2_3_6之間的鉸接軸的軸線和食指連接件2-3-6與手掌之間的鉸接軸的軸線垂直，且食指連接件2-3-6內(nèi)設(shè)有分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；本發(fā)明中所涉及的食指和中指為相同結(jié)構(gòu)，區(qū)別僅在于根據(jù)人手模型進(jìn)行了尺寸上的變化，在此僅對(duì)食指結(jié)構(gòu)和動(dòng)作方式進(jìn)行詳細(xì)論述，首先食指指根與手掌之間的連接結(jié)構(gòu)與拇指指根和拇指擺臂之間的連接結(jié)構(gòu)相同，均采用十字萬向節(jié)結(jié)構(gòu)，與萬向節(jié)兩個(gè)軸均對(duì)應(yīng)設(shè)有蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩套蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別用于實(shí)現(xiàn)食指左右擺動(dòng)和前后擺動(dòng)的動(dòng)作，其次，食指相對(duì)于拇指而言增加食指中間節(jié)，因此在食指彎曲動(dòng)作上與拇指彎曲有一定的區(qū)別，在食指指根與食指中間節(jié)之間設(shè)置與拇指指根和拇指指尖之間類似的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，不同的是在食指指根與食指指尖之間增設(shè)食指指尖推桿，該推桿下端與食指中間節(jié)和食指指根之間的鉸接軸上向外設(shè)置的鉸接耳鉸接，其上端與食指指尖下端的鉸接耳鉸接，當(dāng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)食指中間節(jié)相對(duì)于食指指根彎曲時(shí)，由于食指指尖推桿下端相對(duì)位置不變，進(jìn)而推動(dòng)食指指尖繞其與食指中間節(jié)之間的鉸接軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)食指的彎曲。
[0033]所述無名指2-4 (如圖6所示)包括無名指指根2-4-1、無名指指尖2_4_4、無名指中間節(jié)2-4-3和無名指彎曲機(jī)構(gòu)2-4-2，所述無名指指根2-4-1下端與手掌2_1頂端鉸接，無名指指根2-4-1與手掌2-1之間的鉸接軸配套設(shè)有驅(qū)動(dòng)該鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述無名指指尖2-4-4下端與無名指中間節(jié)2-4-3鉸接，所述無名指中間節(jié)2-4-3下端與無名指指根2-4-1頂端鉸接，無名指指根2-4-1頂部內(nèi)測(cè)設(shè)有無名指彎曲機(jī)構(gòu)2-4-2，無名指彎曲機(jī)構(gòu)2-4-2為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪與無名指中間節(jié)2-4-3和無名指指根2-4-1之間的鉸接軸固定，該鉸接軸兩端與無名指中間節(jié)2-4-3固定連接，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿與無名指指根2-4-1頂端固定，所述無名指指尖2-4-4下端鉸接有無名指指尖推桿2-4-5，無名指指尖推桿2-4-5下端與無名指指根2-4-1頂端鉸接，本發(fā)明中設(shè)置的無名指和小指結(jié)構(gòu)相同，與食指和中指相比缺少一個(gè)左右擺動(dòng)的自由度，在結(jié)構(gòu)上得差別主要體現(xiàn)在無名指指根與手掌之間的連接，食指指根與手掌之間采用萬向節(jié)連接，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的擺動(dòng)，而無名指指根與手掌指尖只有一個(gè)鉸接軸鉸接，與鉸接軸配套設(shè)置一套蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無名指前后擺動(dòng)，而無名指的彎曲結(jié)構(gòu)與食指和中指的彎曲結(jié)構(gòu)相同。
[0034]總之，本發(fā)明公開的是一種自主視覺仿生機(jī)器人，能夠通過上位機(jī)和下位機(jī)配合準(zhǔn)確確定抓取對(duì)象的位置和量，通過能夠根據(jù)不同類型的抓取對(duì)象制定不同抓取力度和速度，改善抓取精度，提高使用效率。
【權(quán)利要求】
1.一種自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:包括基體(6)、圖像采集裝置(5)、大臂(4)、小臂(3)以及機(jī)械手(2);所述基體(6)頂部設(shè)置支撐體(7)，所述圖像采集裝置(5)底部與所述支撐體(7)頂部鉸接，所述大臂(4) 一端與水平設(shè)于基體(6)—側(cè)的大臂旋轉(zhuǎn)軸(9)鉸接，所述小臂(3)中部與大臂(4)開放端鉸接，所述機(jī)械手(2)借助于連接塊(14)設(shè)于小臂(3 )末端，所述機(jī)械手(2 )包括手掌(2-1)以及與手掌(2-1)連接的至少兩根具有三個(gè)自由度的手指。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主視覺仿生機(jī)器人，所述圖像采集裝置(5)為相機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:所述基體(6)內(nèi)設(shè)置大臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)，大臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出端與大臂旋轉(zhuǎn)軸(9)連接，所述大臂(4)外側(cè)豎向固定設(shè)有大臂擺動(dòng)電機(jī)(11)，所述大臂擺動(dòng)電機(jī)(11)輸出端連接用于驅(qū)動(dòng)大臂(4)在水平方向擺動(dòng)的四連桿機(jī)構(gòu)(13)，所述四連桿機(jī)構(gòu)(13)包括與大臂平行的拉桿，拉桿兩端與支撐桿鉸接，其中一根支撐桿端部與大臂擺動(dòng)電機(jī)(11)輸出端了解，另外一根支撐桿端部和大臂(4)與大臂旋轉(zhuǎn)軸(9)之間的轉(zhuǎn)軸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:所述大臂(4)外側(cè)還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)小臂(3)在水平方向擺動(dòng)的小臂擺動(dòng)電機(jī)(10)，所述大臂(4)末端與小臂(3)中部鉸接，小臂擺動(dòng)電機(jī)(10)通過二連桿機(jī)構(gòu)與小臂(3)位于大臂(4)側(cè)的末端鉸接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:所述小臂(3)末端設(shè)有軸線方向于小臂(3)長度方向相同的機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)(16)，所述連接塊(14)固定設(shè)于所述機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電機(jī)(16)輸出端,所述連接塊(14)另外一端設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手在豎直方向上旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)電 機(jī)(8)，所述機(jī)械手手掌(2-1)與機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)電機(jī)(8)輸出端固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:所述機(jī)械手上連接有五根手指，分別為拇指(2-2)、食指(2-3)、中指、無名指(2-4)和小指，所述拇指(2-2)設(shè)于機(jī)械手手掌(2-1)—側(cè)，食指(2-3)、中指、無名指(2-4)和小指均豎向排列于手掌(2-1)頂端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:所述拇指(2-2)借助于拇指擺臂(2-2-5)設(shè)于手掌(2-1)—側(cè)，所述拇指擺臂(2-2-5)借助于拇指擺軸(2-2-6)與手掌(2-1)鉸接，所述拇指擺軸(2-2-6 )軸線方向于手掌(2-1)較大平面平行，所述手掌(2-1)上還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)拇指(2-2)擺動(dòng)的拇指擺動(dòng)電機(jī)，拇指擺動(dòng)電機(jī)輸出端借助于齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述拇指擺軸(2-2-6 )連接，所述拇指(2-2 )包括拇指指尖(2-2-1)和拇指指根(2-2-3 )，所述拇指指根(2-2-3 )頂端與拇指指尖(2-2-1)底端鉸接，所述拇指指根(2-2-3 )頂端設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)拇指指尖(2-2-1)繞其與拇指指根(2-2-3)鉸接軸旋轉(zhuǎn)的拇指指尖彎曲機(jī)構(gòu)(2-2-2)，所述拇指指根(2-2-3)底端借助于拇指連接件(2-2-4)與拇指擺臂(2_2_5)頂部設(shè)置的兩個(gè)鉸接耳鉸接，所述拇指指根(2-2-3)與拇指連接件(2-2-4)鉸接，所述拇指指根(2-2-3)與拇指連接件(2-2-4)之間的鉸接軸的軸線和拇指連接件(2-2-4)與兩個(gè)鉸接耳的鉸接軸的軸線垂直，且兩個(gè)鉸接軸上均設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)該鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:所述拇指指尖彎曲機(jī)構(gòu)(2-2-2)為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪與拇指指尖(2-2-1)和拇指指根(2-2-3)之間的鉸接軸固定，拇指指尖(2-2-1)與其和拇指指根(2-2-3)之間的鉸接軸固定，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿與拇指指根(2-2-3)固定連接，且設(shè)有與蝸桿輸入端固定連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:所述食指(2-3)和中指結(jié)構(gòu)相同，所述無名指(2-4)和小指結(jié)構(gòu)相同；所述食指(2-3)包括食指指尖(2-3-1)、食指指根(2_3_4)和食指中間節(jié)(2_3_2),所述食指指尖(2-3-1)下端與食指中間節(jié)(2_3_2)頂端鉸接，所述食指中間節(jié)(2-3-2)與食指指根(2-3-4)頂端鉸接，食指指根(2-3-4)與食指中間節(jié)(2-3-2)之間設(shè)有食指彎曲機(jī)構(gòu)(2-3-3)，食指彎曲機(jī)構(gòu)(2-3-3)包括食指彎曲電機(jī)和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，蝸桿與食指彎曲電機(jī)輸出端連接，蝸輪與食指指根(2-3-4)和食指中間節(jié)(2-3-2)的鉸接軸固定連接，所述食指指尖(2-3-1)下端鉸接有食指指尖推桿(2-3-5)，食指指尖推桿(2-3-5 )下端與食指指根(2-3-4 )頂部固定連接；所述食指指根(2-3-4 )下端鉸接有食指連接件(2-3-6 )，食指連接件(2-3-6 )與手掌(2-1)鉸接，食指指根(2-3-4 )下端與食指連接件(2-3-6)之間的鉸接軸的軸線和食指連接件(2-3-6)與手掌之間的鉸接軸的軸線垂直，且食指連接件(2-3-6)內(nèi)設(shè)有分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自主視覺仿生機(jī)器人，其特征在于:所述無名指(2-4)包括無名指指根(2-4-1)、無名指指尖(2-4-4)、無名指中間節(jié)(2-4-3)和無名指彎曲機(jī)構(gòu)(2-4-2)，所述無名指指根(2-4-1)下端與手掌(2-1)頂端鉸接，無名指指根(2-4-1)與手掌(2-1)之間的鉸接軸配套設(shè)有驅(qū)動(dòng)該鉸接軸旋轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述無名指指尖(2-4-4)下端與無名指中間節(jié)(2-4-3)鉸接，所述無名指中間節(jié)(2-4-3)下端與無名指指根(2-4-1)頂端鉸接，無名指指根(2-4-1)頂部內(nèi)測(cè)設(shè)有無名指彎曲機(jī)構(gòu)(2-4-2)，無名指彎曲機(jī)構(gòu)(2-4-2)為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪與無名指中間節(jié)(2-4-3)和無名指指根(2-4-1)之間的鉸接軸固定，該鉸接軸兩端與無名指中間節(jié)(2-4-3)固定連接，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿與無名指指根(2-4-1)頂端固定，所述無名指指尖(2-4-4)下端鉸接有無名指指尖推桿(2-4-5)，無名指`指尖推桿(2-4-5)下端與無名指指根(2-4-1)頂端鉸接。
【文檔編號(hào)】B25J15/10GK203460183SQ201320502044
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月17日
【發(fā)明者】劉發(fā)永, 石慧, 喬陸, 朱永寬, 陳靜, 牛志玲, 王維哲, 李娜, 王俊平, 李加彥, 李爽正, 裴紅星, 孫偉南, 韓家振, 劉碩, 鄒超, 崔超, 劉顯昱 申請(qǐng)人:劉發(fā)永, 石慧, 喬陸, 朱永寬, 陳靜, 牛志玲, 王維哲, 李娜, 王俊平, 李加彥, 李爽正, 裴紅星, 孫偉南, 韓家振, 劉碩, 鄒超, 崔超, 劉顯昱