本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種機(jī)器人靈巧手。

背景技術(shù)：

靈巧手可以實(shí)現(xiàn)精確、靈活、高效地運(yùn)動(dòng)，大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)器人末端執(zhí)行器適應(yīng)復(fù)雜工況能力的不足。經(jīng)典的靈巧手設(shè)計(jì)包括4指的utah/mit手、3指的stanford/jpl手，在此基礎(chǔ)上，dist手、ub手、dlr手、nasa手和shadow手相繼問世，靈巧手的研究進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段。然而在傳統(tǒng)的靈巧手設(shè)計(jì)中，手掌通常是一個(gè)剛形體，根據(jù)不同工況進(jìn)行調(diào)整的能力有限，這就限制了手的靈巧性。于是，變胞靈巧手應(yīng)聲出現(xiàn)，其手掌部分采用了變胞機(jī)構(gòu)，靈活可動(dòng)，這極大地增加了手指間的協(xié)作，可以適應(yīng)更復(fù)雜的工作環(huán)境。但對(duì)于以往的變胞靈巧手，其體積略大，預(yù)緊功能略差，為抵消手掌變化帶來的絲長(zhǎng)度的變化而采用的套管對(duì)裝配難度和美觀度略有影響。因此，開發(fā)一種新型的、體積小巧的、具有預(yù)緊裝置的變胞靈巧手和設(shè)計(jì)一種新型的、可以克服手掌運(yùn)動(dòng)對(duì)絲傳動(dòng)的影響的繞線方式會(huì)為變胞靈巧手在小巧度、美觀度和可靠性方面帶來重要的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)器人靈巧手，該靈巧手體積小巧、具有預(yù)緊裝置，并且在小巧度、美觀度和可靠性方面帶來重要的改進(jìn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：

一種機(jī)器人靈巧手，所述靈巧手包括手掌、第一手指、第二手指及第三手指，其特征在于，

所述手掌包括基座，以及由第一手掌連桿、第二手掌連桿、第三手掌連桿、第四手掌連桿依次連接構(gòu)成封閉的球面五桿機(jī)構(gòu)，第一手掌連桿和第四手掌連桿與基座相連；

所述手指包括手指基桿和手指末桿，所述手指基桿與所述手指末桿通過兩根類“8”字設(shè)置的絲進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)仿人耦合運(yùn)動(dòng)，所述手指基桿內(nèi)設(shè)有可實(shí)現(xiàn)耦合絲預(yù)緊功能的第一滑塊和第二滑塊；第一手指的驅(qū)動(dòng)絲經(jīng)過基座與手指基桿相連，第二手指的驅(qū)動(dòng)絲經(jīng)過設(shè)置在所述基座內(nèi)的第一滑輪組的變向，再經(jīng)過四孔裝置以及經(jīng)過設(shè)置在第二手掌連桿內(nèi)的第二滑輪組的變向與第二手指相連，第三手指的驅(qū)動(dòng)絲經(jīng)過設(shè)置在所述基座內(nèi)的第三滑輪組的變向，再經(jīng)過四孔裝置以及經(jīng)過設(shè)置在第三手掌連桿內(nèi)的第四滑輪組的變向與第三手指相連。

進(jìn)一步的，在所述基座內(nèi)設(shè)置有分別用于驅(qū)動(dòng)第一手掌連桿和第四手掌連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)和第二電機(jī)。

進(jìn)一步的，所述第一電機(jī)和所述第二電機(jī)分別通過連接在所述基座兩端的聯(lián)軸器和錐齒輪驅(qū)動(dòng)第一手掌連桿和第四手掌連桿。

進(jìn)一步的，所述設(shè)置還包括設(shè)置在所述基座內(nèi)的第三電機(jī)、第四電機(jī)和第五電機(jī)，第三電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)所述第一手指的驅(qū)動(dòng)絲驅(qū)動(dòng)第一手指的手指基桿；第四電機(jī)通過設(shè)置在第一滑輪組和第二滑輪組的驅(qū)動(dòng)絲驅(qū)動(dòng)第二手指的手指基桿；第五電機(jī)通過設(shè)置在第三滑輪組和第四滑輪組的驅(qū)動(dòng)絲驅(qū)動(dòng)第三手指的手指基桿。

進(jìn)一步的，所述第三電機(jī)設(shè)置在所述基座內(nèi)中間位置，所述第四電機(jī)和所述第五電機(jī)分別設(shè)置在所述第三電機(jī)的左下方和右下方位置，所述第一電機(jī)和所述第二電機(jī)分別設(shè)置在所述第三電機(jī)的左上方和右上方位置。

進(jìn)一步的，所述第一滑塊和所述第二滑塊為通過螺栓調(diào)節(jié)位置的帶槽滑塊。

進(jìn)一步的，所述的耦合絲的設(shè)置經(jīng)過滑塊槽。

進(jìn)一步的，所述四孔裝置與所述基座固連，并處于所述球面五桿機(jī)構(gòu)的球心處。

本發(fā)明的機(jī)器人靈巧手，包括手掌、第一手指、第二手指及第三手指，其中，手掌包括基座，以及由第一手掌連桿、第二手掌連桿、第三手掌連桿、第四手掌連桿依次連接構(gòu)成封閉的球面五桿機(jī)構(gòu)，第一手掌連桿和第四手掌連桿與基座相連；手指包括手指基桿和手指末桿，手指基桿與手指末桿通過兩根類“8”字設(shè)置的絲進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)仿人耦合運(yùn)動(dòng)，本設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)絲通過滑輪組和四孔裝置傳遞給手指末桿，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的機(jī)器人靈巧手體積小巧、具有預(yù)緊裝置，并且在小巧度、美觀度和可靠性方面帶來重要的改進(jìn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中手指的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中手掌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中第二手指和第三手指的驅(qū)動(dòng)絲設(shè)置示意圖；

圖5是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中手指的基桿內(nèi)第一滑塊和第二滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中基座內(nèi)部電機(jī)的布置方式示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1至圖6，以下通過圖1至圖6對(duì)本發(fā)明機(jī)器人靈巧手進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，圖1是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖1中，本發(fā)明機(jī)器人靈巧手包括手掌與手掌相連接的三個(gè)手指，其中，三個(gè)手指包括第一手指1、第二手指2和第三手指3；手掌包括由基座4，以及由第一手掌連桿5、第二手掌連桿6、第三手掌連桿7和第四手掌連桿8依次連接構(gòu)成封閉的球面五桿機(jī)構(gòu)，其中，第一手掌連桿5和第四手掌連桿8與基座4相連。

如圖2所示，圖2是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中手指的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖2中，手指包括手指基桿101、手指末桿102、手指基座軸103、手指繞線盤104和手指末桿軸105。

手指基桿與所述手指末桿通過兩根類“8”字設(shè)置的耦合絲進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)仿人耦合運(yùn)動(dòng)，其中，耦合絲一端固連在手指基座軸103上，一端固連在手指末桿軸105上。請(qǐng)參閱圖5，圖5是本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中手指的基桿內(nèi)第一滑塊和第二滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖5中，手指基桿內(nèi)設(shè)有可實(shí)現(xiàn)耦合絲預(yù)緊功能的第一滑塊106和第二滑塊107，其中，第一滑塊106和第二滑塊107為通過螺栓調(diào)節(jié)位置的帶槽滑塊，可以通過螺栓調(diào)節(jié)位置從而調(diào)節(jié)對(duì)耦合絲的壓緊程度，耦合絲的設(shè)置經(jīng)過滑塊槽。本發(fā)明中通過這種方式，實(shí)現(xiàn)了手指單自由度耦合運(yùn)動(dòng)的預(yù)緊。

請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖4，三個(gè)手指通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲來驅(qū)動(dòng)，具體的：第一手指1的驅(qū)動(dòng)絲經(jīng)過基座4由第三電機(jī)411直接自下而上地與手指基桿101的手指繞線盤104相連；第二手指2的驅(qū)動(dòng)絲經(jīng)過設(shè)置在基座4內(nèi)的第四電機(jī)412出發(fā)，經(jīng)過基座4內(nèi)的第一滑輪組的變向，再經(jīng)過四孔裝置401以及經(jīng)過設(shè)置在第二手掌連桿6內(nèi)的第二滑輪組的變向與第二手指2的手指基桿的手指繞線盤相連，其中，第二滑輪組包括滑輪601和滑輪602組合以及滑輪601和滑輪603組合；第三手指3的驅(qū)動(dòng)絲經(jīng)過設(shè)置在基座4內(nèi)的第五電機(jī)413出發(fā)，經(jīng)過基座4內(nèi)的第三滑輪組的變向，再經(jīng)過四孔裝置401以及經(jīng)過設(shè)置在第三手掌連桿7內(nèi)的第四滑輪組的變向與第三手指3的手指基桿的手指繞線盤相連，其中，第四滑輪組包括滑輪701和滑輪702組合以及滑輪701和滑輪703組合。本發(fā)明通過這種新型繞線方式，利用位于球心位置的四孔裝置402做過渡，無論手掌如何運(yùn)動(dòng)，第二手指2和第三手指3的驅(qū)動(dòng)絲均經(jīng)過球心而長(zhǎng)度不變，精巧緊湊，美觀穩(wěn)定。另外，四孔裝置401與基座4固連，并位于手掌球面五桿機(jī)構(gòu)的球心處?；?上設(shè)置有基座蓋402。

請(qǐng)參閱圖6，基座4內(nèi)設(shè)置有五個(gè)電機(jī)，分別是第一電機(jī)415、第二電機(jī)414、第三電機(jī)411、第四電機(jī)412和第五電機(jī)413，第三電機(jī)設(shè)置411在基座4內(nèi)中間位置，第四電機(jī)412和第五電機(jī)413分別設(shè)置在第三電機(jī)411的左下方和右下方位置，第一電機(jī)415和第二電機(jī)414分別設(shè)置在第三電機(jī)411的左上方和右上方位置；請(qǐng)參閱圖3，第一電機(jī)415通過聯(lián)軸器和錐齒輪403的輸出軸來驅(qū)動(dòng)第一手掌連桿5，同樣，第二電機(jī)414通過聯(lián)軸器和錐齒輪的輸出軸來驅(qū)動(dòng)第四手掌連桿8，第三電機(jī)411通過驅(qū)動(dòng)第一手指1的驅(qū)動(dòng)絲驅(qū)動(dòng)第一手指1的手指基桿，第四電機(jī)412用于通過設(shè)置在第一滑輪組和第二滑輪組的驅(qū)動(dòng)絲驅(qū)動(dòng)第二手指2的手指基桿，第五電機(jī)413通過設(shè)置在第三滑輪組和第四滑輪組的驅(qū)動(dòng)絲驅(qū)動(dòng)第三手指3的手指基桿。本發(fā)明通過這種電機(jī)布置方式，實(shí)現(xiàn)了整體體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)性能優(yōu)良特性。

本發(fā)明提供的機(jī)器人靈巧手，與現(xiàn)有技術(shù)中的靈巧手相比，提高了靈巧手的操作空間和靈活性；另外，本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中所提供的新型繞線方式利用位于球心位置的四孔裝置做過渡，無論手掌如何運(yùn)動(dòng)，第二手指和第三手指的驅(qū)動(dòng)絲均經(jīng)過球心而長(zhǎng)度不變，精巧緊湊，美觀穩(wěn)定；進(jìn)一步的，本發(fā)明機(jī)器人靈巧手中所采用的手指耦合絲預(yù)緊方式，能使手指基桿和手指末桿之間的耦合運(yùn)動(dòng)可靠穩(wěn)定，力學(xué)特性提升；并且，本發(fā)明將手掌驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置在基座內(nèi)，并通過聯(lián)軸器和錐齒輪控制與基座連接的手掌連桿，同時(shí)將三個(gè)手指驅(qū)動(dòng)電機(jī)也布置在基座內(nèi)，通過滑輪組和四孔裝置將驅(qū)動(dòng)絲傳遞給手指末桿，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明電機(jī)布置方式更為合理、緊湊，從而本發(fā)明體積更加小巧，重量更加輕便。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。