本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種手指機(jī)構(gòu)以及具有該手指機(jī)構(gòu)的靈巧手。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，人口紅利不斷減少，并且老齡化的問題越來越嚴(yán)重。更多的重復(fù)性的工作需要由更高效的機(jī)器來替代。這對于末端執(zhí)行器的功能要求也是越來越苛刻，例如實(shí)現(xiàn)對于人類工具的操作，物品的抓取挑揀等等。比較典型的應(yīng)用是電子商務(wù)(倉庫系統(tǒng))領(lǐng)域。對于訂單快速反應(yīng)的商業(yè)戰(zhàn)略需求，急需尋找替代人工進(jìn)行訂單反應(yīng)的新方式。

隨著機(jī)器人技術(shù)不斷成熟，使得機(jī)器人逐漸走出了實(shí)驗(yàn)室，面向廣大的消費(fèi)群體。這就要求機(jī)器人設(shè)備的價(jià)格不能太高。對應(yīng)于靈巧手的研發(fā)也是同樣的思路。同時(shí)，機(jī)器人設(shè)備不能過于龐大，應(yīng)該要能適應(yīng)于人類的日常生活場景，包括人類使用的各種生活生產(chǎn)工具。設(shè)備的體積重量主要集中于驅(qū)動(dòng)部分。而欠驅(qū)動(dòng)靈巧手正好具有驅(qū)動(dòng)器數(shù)量低于機(jī)構(gòu)自由度的特點(diǎn)，便可以做到輕便小巧，同時(shí)也降低了控制的難度。

一般的靈巧手設(shè)計(jì)都不單獨(dú)考慮傳感器的安裝問題，往往只是設(shè)計(jì)出簡單的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，需要自己加設(shè)相應(yīng)的傳感器。不添加傳感器的靈巧手雖然也能實(shí)現(xiàn)抓取功能，但是具有很大的局限性，對于物體的操作，感知都無法提出太高的要求。而對于自己加設(shè)傳感器的方式來說，補(bǔ)上的傳感器安裝、拆卸和維護(hù)不方便，不利于靈巧手的模塊化的組裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種靈巧手，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中如何在靈巧手中設(shè)置傳感器以提高感知及達(dá)到傳感器拆卸安裝方便的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種手指機(jī)構(gòu)，包括多個(gè)指節(jié)組件，各所述指節(jié)組件包括用于實(shí)現(xiàn)相互連接以實(shí)現(xiàn)手指構(gòu)型的基體模塊、安裝于所述基體模塊上并用于感知被抓取物品的觸覺傳感器；所述基體模塊包括用于安裝所述觸覺傳感器的本體部、沿所述本體部兩側(cè)突出延伸并用于與相鄰所述基體模塊連接的第一連接部和第二連接部，所述第一連接部與相鄰所述基體模塊的第二連接部轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

進(jìn)一步地，所述觸覺傳感器包括固定安裝于所述本體部上的電路板及貼設(shè)所述電路板上并朝向被抓取物品的傳感器本體。

進(jìn)一步地，所述觸覺傳感器還包括固定安裝于電路板一側(cè)的總線接口，所述本體部設(shè)有容置并固定所述電路板的安裝槽以及與所述安裝槽相通且用于嵌設(shè)所述總線接口的嵌設(shè)槽。

進(jìn)一步的，所述本體部還設(shè)有容納總線的容納槽，所述總線容納槽與嵌設(shè)所述觸覺傳感器的所述嵌設(shè)槽相通，總線插接在所述總線接口上；所述總線從所述總線接口經(jīng)第一連接部或第二連接部延伸至基體模塊外。

進(jìn)一步地，所述觸覺傳感器之背離所述電路板的一側(cè)涂覆有硅膠涂層。

進(jìn)一步地，所述第一連接部包括相互間隔設(shè)置并形成插接槽的插接塊，并于所述插接塊上設(shè)有與相鄰所述第二連接部鉸接的轉(zhuǎn)軸孔。

進(jìn)一步地，所述第二連接部包括相對設(shè)置并形成連接槽的第一安裝塊和第二安裝塊，所述第一安裝塊上設(shè)有與相鄰所述基體模塊鉸接的軸接孔，所述第一安裝塊上固定安裝有角度傳感器，所述角度傳感器用于獲取相鄰所述指節(jié)組件間角度變化信息；所述插接塊容納于所述連接槽內(nèi)，轉(zhuǎn)軸穿入所述轉(zhuǎn)軸孔及所述軸接孔。

進(jìn)一步地，所述第一安裝塊設(shè)有容置所述角度傳感器的收容槽、位于所述收容槽槽壁上以與所述角度傳感器側(cè)邊配合的滑動(dòng)槽以及位于所述收容槽底部并用于限制所述角度傳感器的限位槽，所述角度傳感器設(shè)有嵌合于所述限位槽的限位柱。

進(jìn)一步地，所述基體模塊還包括固定安裝于所述本體部兩側(cè)的蓋板，所述蓋板將所述角度傳感器蓋設(shè)于所述本體部中。

本實(shí)用新型還提供了一種靈巧手，包括上述手指機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)效果是：該手指機(jī)構(gòu)包括多個(gè)依次連接的指節(jié)組件，且在各所述指節(jié)組件的基體模塊上安裝所述觸覺傳感器有利于提高靈巧手的感知能力，并通過設(shè)置所述本體部、所述第一連接部和所述第二連接部以實(shí)現(xiàn)對所述指節(jié)組件上所述觸覺傳感器的支撐和固定。所述觸覺傳感器安裝在所述本體部朝向被抓取物品一側(cè)使得結(jié)構(gòu)緊湊，該觸覺傳感器容易安裝、拆卸。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手指機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1中指節(jié)部件的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是圖2中指節(jié)部件的分解圖；

圖4是圖2中基體模塊的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

請參照圖1至圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手指機(jī)構(gòu)包括多個(gè)指節(jié)組件50，各所述指節(jié)組件50包括用于實(shí)現(xiàn)相互連接以實(shí)現(xiàn)手指構(gòu)型的基體模塊52、安裝于所述基體模塊52上并朝向被抓取物品一側(cè)用于感知被抓取物品的觸覺傳感器54。所述基體模塊52包括用于安裝所述觸覺傳感器54的本體部521、沿所述本體部521兩側(cè)突出延伸并用于與相鄰所述基體模塊52連接的第一連接部522和第二連接部523，所述第二連接部523上安裝有所述角度傳感器56，其中所述第一連接部522與相鄰所述基體模塊52的所述第二連接部523轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手指機(jī)構(gòu)包括四個(gè)依次連接的指節(jié)組件50，且在各所述指節(jié)組件50的每個(gè)基體模塊52上安裝所述觸覺傳感器54和所述角度傳感器56，有利于提高靈巧手的感知能力，并通過設(shè)置所述本體部521、所述第一連接部522和所述第二連接部523以實(shí)現(xiàn)對所述指節(jié)組件50上所述觸覺傳感器54和所述角度傳感器56的支撐和固定，使得結(jié)構(gòu)緊湊。

在該實(shí)施例中，所述第一連接部522、所述本體部521和所述第二連接部523沿所述手指機(jī)構(gòu)長度方向設(shè)置，且所述觸覺傳感器54設(shè)置于所述本體部521上并朝向各所述指節(jié)組件50朝向被抓取物品的一側(cè)，以用于感觸被抓取物品，并在所述第二連接部523的側(cè)邊安裝有所述角度傳感器56，以檢測相鄰兩所述指節(jié)組件50的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

請參照圖2至圖3，進(jìn)一步地，所述觸覺傳感器54包括固定安裝于所述本體部521上的電路板542、貼設(shè)有所述電路板542上并朝向被抓取物品的傳感器本體544。所述傳感器本體544固定設(shè)于所述電路板542的背面上并用于感知被抓取物品。所述電路板542用于將傳感器本體544獲取的信號(hào)處理為通過總線傳輸?shù)男盘?hào)。較優(yōu)方式下，角度傳感器56電性連接于電路板542，所述電路板542用于將所述傳感器本體544以及角度傳感器56獲取的信號(hào)處理為通過總線傳輸?shù)男盘?hào)，從而加強(qiáng)了指節(jié)組件50的集成度。

請參照圖3，進(jìn)一步地，所述觸覺傳感器54還包括固定安裝于電路板542一側(cè)的總線接口540，所述本體部521設(shè)有容置并固定所述電路板542的安裝槽5210以及與所述安裝槽5210相通且用于嵌設(shè)所述總線接口540的嵌設(shè)槽5212。所述總線接口540安裝于所述觸覺傳感器54上并收容于所述嵌設(shè)槽5212內(nèi)。所述嵌設(shè)槽5212設(shè)置于所述安裝槽5210的槽底，以使所述總線接口540、所述電路板542和所述傳感器本體544能夠完全收容于所述嵌設(shè)槽5212和所述安裝槽5210中。

進(jìn)一步地，所述本體部521還設(shè)有容納總線的總線容納槽5214，所述總線容納槽5214與嵌設(shè)所述觸覺傳感器54的所述嵌設(shè)槽5212相通，總線插接在所述總線接口540上，并收容于所述總線容納槽5214中，且相連的多所述指節(jié)組件50的所述總線容納槽5214位于同側(cè)，并構(gòu)成相通的走線空間，提供電性連接各指節(jié)組件50的總線接口540的總線統(tǒng)一走線至手指機(jī)構(gòu)外部。具體的，總線從總線接口540經(jīng)第一連接部522或第二連接部523延伸至基體模塊52外。充分利用指節(jié)組件50的結(jié)構(gòu)空間實(shí)現(xiàn)內(nèi)部走線，便于通信數(shù)據(jù)線的管理。

在本實(shí)施方式中，所述觸覺傳感器54與所述總線接口540電性連接，總線通過總線容納槽5214收容，并與所述總線接口540連接。其中，在所述觸覺傳感器54拆卸時(shí)，取下所述觸覺傳感器54的所述電路板542以及所述傳感器本體544，并從所述總線接口540上拔掉總線，即完成拆卸；在所述觸覺傳感器54安裝時(shí)，將總線插接在所述總線接口540上，將所述電路板542以及所述傳感器本體544安裝在所述安裝槽5210內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)安裝。所述觸覺傳感器54的安裝以及拆卸方式簡單、方便，且易于操作。

請參照圖3，進(jìn)一步地，所述觸覺傳感器本體544之背離所述電路板542的一側(cè)涂覆有硅膠涂層(未圖示)。通過在所述傳感器本體544的外表面涂覆一層所述硅膠涂層，以對所述傳感器本體544起到保護(hù)作用，以及增加手指與被抓取物體之間的接觸面積及摩擦力的作用。

在其他實(shí)施例中，所述硅膠涂層可以采用其他涂層材料替代，不限于此。

請參照圖2至圖4，進(jìn)一步地，所述第一連接部522包括相互間隔設(shè)置并形成插接槽5222的兩個(gè)插接塊5224，并于所述插接塊5224上設(shè)有與相鄰所述第二連接部523鉸接的轉(zhuǎn)軸孔5226。相鄰兩所述指節(jié)組件50通過插接塊5224與對應(yīng)的插接槽5222配合，并利用轉(zhuǎn)動(dòng)軸59鉸接于所述轉(zhuǎn)軸孔5226內(nèi)，以使相鄰兩所述指節(jié)組件50轉(zhuǎn)動(dòng)連接。所述插接塊5224容納于所述連接槽5233內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸59穿入所述轉(zhuǎn)軸孔5226及所述軸接孔5234內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了第二連接部523與相鄰的第一連接部522的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

請參照圖2至圖4，進(jìn)一步地，所述第二連接部523包括相對設(shè)置并形成連接槽5233的第一安裝塊5230和第二安裝塊5232，所述第一安裝塊5230上設(shè)有與相鄰所述基體模塊52鉸接的軸接孔5234，所述第一安裝塊5230上固定安裝有所述角度傳感器56。所述角度傳感器56嵌設(shè)于所述第一安裝塊5230內(nèi)，所述第一安裝塊5230與所述第二安裝塊5232平行設(shè)置。所述第一安裝塊5230、所述第二安裝塊5232與所述本體部521和所述第一連接部522由一體成型而制成。

在該實(shí)施例中，相鄰兩所述指節(jié)組件50利用所述第一連接部522與所述第二連接部523相互咬合，并通過鉸接于所述轉(zhuǎn)軸孔5226、5234的轉(zhuǎn)動(dòng)軸59使得相鄰兩所述指節(jié)組件50轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

請參照圖2至圖4，進(jìn)一步地，所述第一安裝塊5230設(shè)有容置所述角度傳感器56的收容槽524、位于所述收容槽524槽壁上以與所述角度傳感器56側(cè)邊配合的滑動(dòng)槽525以及位于所述收容槽524底部并用于限制所述角度傳感器56的限位槽526，所述角度傳感器56設(shè)有嵌合于所述限位槽526的限位柱560。通過在所述第二連接部523的所述第一安裝塊5230上設(shè)置所述收容槽524，以將所述角度傳感器56收容于所述第二連接部523內(nèi)，使得所述角度傳感器56與所述基體模塊52的結(jié)合更加緊湊。通過在所述第一安裝塊5230上設(shè)置所述滑動(dòng)槽525，以使所述角度傳感器56可以從一側(cè)滑入所述收容槽524內(nèi)，以便于安裝，并且在所述收容槽524的槽底設(shè)置所述限位槽526，隨著所述角度傳感器56滑入所述滑動(dòng)槽525內(nèi)時(shí)，所述限位柱560插入所述限位槽526內(nèi)，以使所述角度傳感器56固定于所述收容槽524中，從而避免所述角度傳感器56沿所述滑動(dòng)槽525的長度方向移動(dòng)。利用所述滑動(dòng)槽525的外壁擋止于所述角度傳感器56的外表面上，從而防止所述角度傳感器56沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸59的軸向移動(dòng)。

需要說明的是：所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸59的軸向垂直于所述滑動(dòng)槽525的長度方向，所述限位柱560的軸向與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸59的軸向一致。

請參照圖2至圖4，進(jìn)一步地，所述基體模塊52還包括固定安裝于所述本體部521兩側(cè)的蓋板527，所述蓋板527將所述角度傳感器56蓋設(shè)于所述本體部521中。通過將所述觸覺傳感器54嵌設(shè)于所述安裝槽5210中，且所述觸覺傳感器54的外表面與所述本體部521的外表面齊平或者略凸出于所述本體部521的外表面，以減小各所述指節(jié)組件50的體積，結(jié)構(gòu)緊湊。通過設(shè)置所述蓋板527已將所述角度傳感器56密閉于所述收容槽524內(nèi)。在該實(shí)施例中，利用螺絲固定方式將所述蓋板527固定于所述本體部521上。

請參照圖2至圖4，在該實(shí)施例中，所述觸覺傳感器54上電性連接有嵌設(shè)有所述安裝槽5210內(nèi)的所述總線接口540，所述蓋板527設(shè)有使所述總線接口540固定的缺口5270。所述總線接口540安裝于所述觸覺傳感器54上并收容于所述安裝槽5210內(nèi)，且所述總線接口540沿靠近所述蓋板527一側(cè)定位于所述缺口5270，從而使所述總線接口540更加牢固的固定于所述嵌設(shè)槽5212與所述缺口5270內(nèi)。

請參照圖1至圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的靈巧手包括上述手指機(jī)構(gòu)。該實(shí)施例中的手指機(jī)構(gòu)與上述各實(shí)施例中的手指機(jī)構(gòu)具有相同的結(jié)構(gòu)，且所起作用也相同，此處不贅述。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。