CN109366517A - 一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构，包括构成机器指的第一指段、第二指段和指尖段，第一指段一端中部开设有第一限位卡槽，第二指段一端活动卡合在第一限位卡槽内，第二指段两侧端在第一限位卡槽内均固定安装有第四齿轮轴，第四齿轮轴均通过其中部的轴杆插设在第一限位卡槽内侧壁上，第二指段另一端中部开设有第二限位卡槽，所述指尖段一端活动卡合在第二限位卡槽内，该装置能够适应不同形状尺寸物体的抓取，结构简单、容易控制、传动精确、成本低，该装置的电机装入机器人手掌内，不影响机器指的空间、传动零件多数嵌入到机器指内，解放了机器人手的手掌空间。

Description

一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构

技术领域

本发明涉及机器人手指技术领域，更具体地说，特别涉及一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构。

背景技术

在工业生产的流水线上，机器人手扮演了至关重要的角色。随着机器人手所需适应的环境增多，所需执行的任务更多更复杂，简单的末端执行器已经满足不了需求。因此，拟人化的多指机器人手成为了一个热门的课题。多指机器人手目前主要分为了三大类：灵巧手、欠驱动手和工业夹持器。其中，灵巧手的多数关节都需要对应的电机进行驱动，这使其有能力完成多种复杂的抓取姿态、手势和适应不同形状的物体，但是也导致其笨重、昂贵、难以控制。工业夹持器一般具有两到三个手指，每个手指的根部能够转动或平动，但是手指中部没有关节，控制容易、结构简单，成本低，但是其缺陷在于只能完成简单的夹持动作，而且对所抓物体的形状无法自动适应。

在抓取物体时主要有两种抓取方法，一种是捏持，一种是握持。捏持是用末端手指的指尖部分去夹取物体，采用两个点或两个软指面去接触物体，主要针对小尺寸物体或具有对立面的较大物体；握持是用手指的多个指段包络环绕物体来实现多个点的接触，达到更稳定的形状包络抓取。工业夹持器一般采用末端平行的夹持方式，难以具有包络握持功能，不能适应多种形状物体的稳定包络抓取，且结构比较复杂，稳定性也不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，抓物方便的仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构，包括构成机器指的第一指段、第二指段和指尖段，所述第一指段一端中部开设有第一限位卡槽，所述第二指段一端活动卡合在第一限位卡槽内，第二指段两侧端在第一限位卡槽内均固定安装有第四齿轮轴，第四齿轮轴均通过其中部的轴杆插设在第一限位卡槽内侧壁上，所述第二指段另一端中部开设有第二限位卡槽，所述指尖段一端活动卡合在第二限位卡槽内，指尖段两侧端在第二限位卡槽内均固定安装有第九齿轮轴，第九齿轮轴均通过其中部的轴杆插设在第一限位卡槽内壁上，所述第一指段另一端设置有伺服电机，伺服电机的输出轴插设在第一指段内部，伺服电机的输出轴表面在第一指段内部固定套设有第一齿轮轴，所述第一指段内壁在第一齿轮轴上方固定安装有滑杆，所述滑杆表面活动套设有套管，套管两段分别固定安装有第二齿轮轴和第三齿轮轴，所述第一齿轮轴与第二齿轮轴啮合，所述第一指段内部底表面中部固定安装有第一挡板，第一挡板上端活动插设有第一插杆，第一插杆表面位于第三齿轮轴下方固定套设第一凸型齿轮轴，第一凸出齿轮轴一端与第三齿轮轴啮合，所述第四齿轮轴侧表面均匀开设有多组第一齿槽，第四齿轮轴通过第一齿槽与第一凸型齿轮轴另一端啮合，所述第二指段内部安装有第五齿轮轴，第二指段内部在第五齿轮轴相邻位置安装有第六齿轮轴，第六齿轮轴表面同轴设置有尺寸小于第六齿轮轴的第七齿轮轴，所述第四齿轮轴与第五齿轮轴啮合，第五齿轮轴另一端与第七齿轮轴啮合，所述第二指段内部底表面固定安装有第二挡板，第二挡板上端活动插设有第二插杆，第二插杆一端固定安装有第八齿轮轴，第二插杆另一端固定安装有第二凸型齿轮轴，所述第六齿轮轴表面均匀设置有多组第二齿槽，所述第六齿轮轴通过第二齿槽与第八齿轮轴啮合，所述第九齿轮轴表面设置有多组第三齿槽，所述第二凸型齿轮一端与第九齿轮轴的第三齿槽啮合。

优选的，所述指尖段一侧表面固定安装有防滑片。

优选的，所述第一凸出型齿轮及第二凸出齿轮均为凸型圆台结构，其两端均设置有大小不一的齿轮结构。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过控制伺服电机正转和反转，能够使第一指段发生偏转，第九齿轮轴转动过程中，指尖段能够发生偏转，通过第一指段、第二指段和指尖段的配合，使得多组机器指能够对物体进行抓取。该装置能够适应不同形状尺寸物体的抓取，结构简单、容易控制、传动精确、成本低，该装置的电机装入机器人手掌内，不影响机器指的空间、传动零件多数嵌入到机器指内，解放了机器人手的手掌空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构的结构图；

图2是本发明一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构的剖视图。

图中：1第一指段、2第一限位卡槽、3第二指段、4第二限位卡槽、5指尖段、6防滑片、7伺服电机、8第一齿轮轴、9滑杆、10套管、11第二齿轮轴、12第三齿轮轴、13第一挡板、14第一插杆、15第一凸型齿轮轴、16第四齿轮轴、17第五齿轮轴、18第六齿轮轴、19第七齿轮轴、20第二挡板、21第二插杆、22第八齿轮轴、23第二凸型齿轮轴、24第九齿轮轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1图2所示，本发明提供一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构，包括构成机器指的第一指段1、第二指段3和指尖段5，第一指段1一端中部开设有第一限位卡槽2，第二指段3一端活动卡合在第一限位卡槽2内，第二指段3两侧端在第一限位卡槽2内均固定安装有第四齿轮轴15，第四齿轮轴15均通过其中部的轴杆插设在第一限位卡槽2内侧壁上，第二指段3另一端中部开设有第二限位卡槽4，指尖段5一端活动卡合在第二限位卡槽4内，指尖段5两侧端在第二限位卡槽4内均固定安装有第九齿轮轴24，第九齿轮轴24均通过其中部的轴杆插设在第一限位卡槽2内壁上，第一指段1另一端设置有伺服电机7，伺服电机7的输出轴插设在第一指段1内部，伺服电机7的输出轴表面在第一指段1内部固定套设有第一齿轮轴8，第一指段1内壁在第一齿轮轴8上方固定安装有滑杆9，滑杆9表面活动套设有套管10，套管10两段分别固定安装有第二齿轮轴11和第三齿轮轴12，第一齿轮轴8与第二齿轮轴11啮合，第一指段1内部底表面中部固定安装有第一挡板13，第一挡板13上端活动插设有第一插杆14，第一插杆14表面位于第三齿轮轴12下方固定套设第一凸型齿轮轴15，第一凸出齿轮轴15一端与第三齿轮轴12啮合，第四齿轮轴16侧表面均匀开设有多组第一齿槽，第四齿轮轴16通过第一齿槽与第一凸型齿轮轴15另一端啮合，第二指段3内部安装有第五齿轮轴17，第二指段3内部在第五齿轮轴17相邻位置安装有第六齿轮轴18，第六齿轮轴18表面同轴设置有尺寸小于第六齿轮轴18的第七齿轮轴19，第四齿轮轴16与第五齿轮轴17啮合，第五齿轮轴17另一端与第七齿轮轴19啮合，第二指段3内部底表面固定安装有第二挡板20，第二挡板20上端活动插设有第二插杆21，第二插杆21一端固定安装有第八齿轮轴22，第二插杆21另一端固定安装有第二凸型齿轮轴23，第六齿轮轴18表面均匀设置有多组第二齿槽，第六齿轮轴18通过第二齿槽与第八齿轮轴22啮合，第九齿轮轴24表面设置有多组第三齿槽，第二凸型齿轮23一端与第九齿轮轴24的第三齿槽啮合。

本实施例中，所述指尖段5一侧表面固定安装有防滑片6，能够有效避免抓取过程中，物体从指尖段5滑落。

本实施例中，所述第一凸出型齿轮15及第二凸出齿轮23均为凸型圆台结构，其两端均设置有大小不一的齿轮结构。

工作原理：通过控制伺服电机7正转和反转，第一齿轮轴8通过与第二齿轮轴11啮合，能够带动套管10和第三齿轮轴12转动，第三齿轮轴12与第一凸型齿轮轴15啮合，第一凸型齿轮轴15能够带动第四齿轮轴16转动，第四齿轮轴16转动过程中，能够使第一指段3发生偏转，第四齿轮轴16、第五齿轮轴17、第七齿轮轴19相互啮合，能够使第六齿轮轴18转动，第六齿轮轴18转动带动第八齿轮轴22转动，从而使第二凸型齿轮轴23带动第九齿轮轴24转动，第九齿轮轴24转动过程中，指尖段5能够发生偏转，通过第一指段1、第二指段3和指尖段5的配合，使得多组机器指能够对物体进行抓取。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构，包括构成机器指的第一指段(1)、第二指段(3)和指尖段(5)，其特征在于：所述第一指段(1)一端中部开设有第一限位卡槽(2)，所述第二指段(3)一端活动卡合在第一限位卡槽(2)内，第二指段(3)两侧端在第一限位卡槽(2)内均固定安装有第四齿轮轴(15)，第四齿轮轴(15)均通过其中部的轴杆插设在第一限位卡槽(2)内侧壁上，所述第二指段(3)另一端中部开设有第二限位卡槽(4)，所述指尖段(5)一端活动卡合在第二限位卡槽(4)内，指尖段(5)两侧端在第二限位卡槽(4)内均固定安装有第九齿轮轴(24)，第九齿轮轴(24)均通过其中部的轴杆插设在第一限位卡槽(2)内壁上，所述第一指段(1)另一端设置有伺服电机(7)，伺服电机(7)的输出轴插设在第一指段(1)内部，伺服电机(7)的输出轴表面在第一指段(1)内部固定套设有第一齿轮轴(8)，所述第一指段(1)内壁在第一齿轮轴(8)上方固定安装有滑杆(9)，所述滑杆(9)表面活动套设有套管(10)，套管(10)两段分别固定安装有第二齿轮轴(11)和第三齿轮轴(12)，所述第一齿轮轴(8)与第二齿轮轴(11)啮合，所述第一指段(1)内部底表面中部固定安装有第一挡板(13)，第一挡板(13)上端活动插设有第一插杆(14)，第一插杆(14)表面位于第三齿轮轴(12)下方固定套设第一凸型齿轮轴(15)，第一凸出齿轮轴(15)一端与第三齿轮轴(12)啮合，所述第四齿轮轴(16)侧表面均匀开设有多组第一齿槽，第四齿轮轴(16)通过第一齿槽与第一凸型齿轮轴(15)另一端啮合，所述第二指段(3)内部安装有第五齿轮轴(17)，第二指段(3)内部在第五齿轮轴(17)相邻位置安装有第六齿轮轴(18)，第六齿轮轴(18)表面同轴设置有尺寸小于第六齿轮轴(18)的第七齿轮轴(19)，所述第四齿轮轴(16)与第五齿轮轴(17)啮合，第五齿轮轴(17)另一端与第七齿轮轴(19)啮合，所述第二指段(3)内部底表面固定安装有第二挡板(20)，第二挡板(20)上端活动插设有第二插杆(21)，第二插杆(21)一端固定安装有第八齿轮轴(22)，第二插杆(21)另一端固定安装有第二凸型齿轮轴(23)，所述第六齿轮轴(18)表面均匀设置有多组第二齿槽，所述第六齿轮轴(18)通过第二齿槽与第八齿轮轴(22)啮合，所述第九齿轮轴(24)表面设置有多组第三齿槽，所述第二凸型齿轮(23)一端与第九齿轮轴(24)的第三齿槽啮合。

2.根据权利要求1所述的仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构，其特征在于：所述指尖段(5)一侧表面固定安装有防滑片(6)。

3.根据权利要求1所述的仿生机器人轻质仿人五指灵巧手机构，其特征在于：所述第一凸出型齿轮(15)及第二凸出齿轮(23)均为凸型圆台结构，其两端均设置有大小不一的齿轮结构。