CN110774300A - 一种欠驱动夹持器及人工智能的电子夹持设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种欠驱动夹持器及人工智能的电子夹持设备；电子夹持设备包括：处理器及欠驱动夹持器；欠驱动夹持器包括：壳体组件、包含于壳体组件的驱动组件、部分位于壳体组件的至少两个手指组件，手指组件包括：指节机构、与指节机构枢接的指尖机构；其中，至少两个手指组件的指截面均匀分布于圆周，手指组件与驱动组件配合连接；处理器发送控制信号给驱动组件，以使驱动组件通过配合连接，驱动手指组件执行相应的运动，各手指组件所执行的运动相一致；手指组件在驱动组件的驱动下，执行运动，以与其它手指组件协同夹取物体；当手指组件受到外力作用时，指尖机构及与指尖机构相连的部分指节机构沿外力方向运动，使得手指组件具备防碰撞能力。

Description

一种欠驱动夹持器及人工智能的电子夹持设备

技术领域

本发明涉及人工智能(AI，Artificial Intelligence)技术领域，尤其涉及一种欠驱动夹持器及人工智能的电子夹持设备。

背景技术

人工智能是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法和技术及应用系统。

人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统和机电一体化等技术；人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。

夹持器作为人工智能机器人等末端执行装置，具有灵巧性高、易操控等优点。夹持器已被广泛应用于工业领域，尤其在航空、制造、医疗、食品等行业，其主要涉及物体的抓取、分拣、搬运及工装等。

相关技术中的欠驱动夹持器结构复杂、制造及应用成本高，且在受到物体碰撞时易损伤。

发明内容

本发明实施例提供一种欠驱动夹持器及包含欠驱动夹持器的人工智能的电子夹持设备，其中，欠驱动夹持器的结构简单、控制难度低，具备一定的防碰撞能力。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种欠驱动夹持器，所述欠驱动夹持器包括：壳体组件、包含于所述壳体组件的驱动组件、以及部分位于所述壳体组件的至少两个手指组件，所述手指组件包括：指节机构、以及与所述指节机构枢接的指尖机构；

其中，所述至少两个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，所述手指组件与所述驱动组件配合连接，所述配合连接使得所述驱动组件与所述手指组件构成传动关系；

所述驱动组件，用于通过所述配合连接，驱动所述至少两个手指组件执行相应的运动，各所述手指组件所执行的运动相一致；

所述手指组件，用于在所述驱动组件的驱动下，执行所述运动，以与其它所述手指组件协同夹取物体；

当所述手指组件受到外力作用时，所述指尖机构及与所述指尖机构相连的部分所述指节机构沿所述外力方向运动，使得所述手指组件具备防碰撞能力。

本发明实施例还提供一种人工智能的电子夹持设备，所述电子夹持设备包括：处理器及欠驱动夹持器；所述欠驱动夹持器包括：壳体组件、包含于所述壳体组件的驱动组件、以及部分位于所述壳体组件的至少两个手指组件，所述手指组件包括：指节机构、以及与所述指节机构枢接的指尖机构；

其中，所述至少两个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，所述手指组件与所述驱动组件配合连接，所述配合连接使得所述驱动组件与所述手指组件构成传动关系；

所述处理器，用于发送控制信号给所述驱动组件，以使所述驱动组件处于工作状态；

所述驱动组件，用于基于所述控制信号，通过所述配合连接，驱动所述至少两个手指组件执行相应的运动，各所述手指组件所执行的运动相一致；

所述手指组件，用于在所述驱动组件的驱动下，执行所述运动，以与其它所述手指组件协同夹取物体；

当所述手指组件受到外力作用时，所述指尖机构及与所述指尖机构相连的部分所述指节机构沿所述外力方向运动，使得所述手指组件具备防碰撞能力。

应用本发明实施例具有以下有益效果：

1)欠驱动夹持器的手指组件与驱动组件配合连接，驱动组件通过配合连接，驱动至少两个手指组件执行相应的运动，以实现物体夹取，结构简单、控制难度低；

2)手指组件具有一定的防碰撞能力，当所述手指组件受到外力作用时，所述指尖机构及与所述指尖机构相连的部分所述指节机构沿外力方向运动，以避免物体碰撞所造成的手指组件的损伤，并可在外力作用消失时复位，以实现物体夹取。

附图说明

图1是本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图；

图2为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图；

图3为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的俯视视图；

图4为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的壳体组件的示意图；

图5为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的壳体组件的示意图；

图6为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的壳体组件的内部视图；

图7为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的部分结构示意图；

图8为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图；

图9为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图；

图10为本发明实施例提供的欠驱动夹持器进行内部夹持的示意图；

图11为本发明实施例提供的电子夹持设备的架构示意图；

图12为本发明实施例提供的包括欠驱动夹持器的机器人的示意图；

图13为本发明实施例提供的支持双夹功能的欠驱动夹持器的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图；

图15为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图；

图16为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的壳体组件的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。

本发明实施例提供的方案涉及人工智能的电子夹持设备、电子夹持设备的执行末端等技术，具体通过如下实施例进行说明：

图1为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图，参见图1，本发明实施例提供的欠驱动夹持器包括：壳体组件11、包含于所述壳体组件11的驱动组件12、以及部分位于所述壳体组件11的至少两个手指组件13，所述手指组件13包括：指节机构、以及与所述指节机构枢接的指尖机构；

在实际实施时，至少两个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，手指组件与驱动组件配合连接，该配合连接使得驱动组件与手指组件构成传动关系；

驱动组件，用于通过与手指组件间的配合连接，驱动至少两个手指组件执行相应的运动，各手指组件所执行的运动相一致；

手指组件，用于在驱动组件的驱动下，执行所述运动，以与其它手指组件协同夹取物体；

当所述手指组件受到外力作用时，所述指尖机构及与所述指尖机构相连的部分所述指节机构沿所述外力方向运动，使得所述手指组件具备防碰撞能力。

这里，在实际应用中，为了实现物体夹取，手指组件的数量至少为两个，而具体可以依据实际需要进行设定，在一些实施例中，手指组件的数量为两个，则两个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，也即两个手指组件为相对设置，具体地可以为以壳体组件的竖直中轴线(轴向中心轴)对称设置，图2为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图，参见图2，其中，编号20为壳体组件21的轴向中心轴，即壳体组件的竖直中轴线，两个手指组件22基于20对称设置，如此，使得手指组件在进行物体夹取时受力均衡，更稳定的进行物体夹取。

在一些实施例中，手指组件的数量为三个，此时，三个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，也即，若分别以手指组件的指截面作为顶点，所形成的三角形为等边三角形，图3为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的俯视视图，参见图3，当本发明实施例的欠驱动夹持器的手指组件的数量为三个时，俯视该欠驱动夹持器，手指组件的指截面在圆周上均匀分布，如此使得手指组件在进行物体夹取时，三个手指组件的受力相同，从而平稳的进行物体夹取。

当本发明实施例的欠驱动夹持器的手指组件的数量为两个时，在一些实施例中，壳体组件包括前壳体和后壳体，前壳体和后壳体通过紧固件固定连接；图4为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的壳体组件的示意图，参见图4，欠驱动夹持器的壳体组件40包括前壳体42及后壳体41，前壳体42及后壳体41通过紧固件即螺栓固定连接；其中，43为壳体上的螺纹孔，用于将机械手安装在机械臂的末端。

当本发明实施例的欠驱动夹持器的手指组件的数量为三个或四个时，在一些实施例中，壳体组件可以为圆柱状外壳，驱动组件固定于圆柱状外壳的顶部，图5为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的壳体组件的示意图，结合图3及图5，三个手指组件53的指截面在圆周上均匀分布，该圆周的圆心处于圆柱状外壳51的对称中心轴(即轴向中心轴)52上，驱动组件54固定于圆柱状外壳51的顶部。

当本发明实施例的欠驱动夹持器的手指组件的数量为四个时，在一些实施例中，壳体组件还可以为正方体外壳或顶面为正方形的长方体外壳。

在一些实施例中，驱动组件包括：设置有输出轴的驱动电机、以及电机座；其中，电机座固定安装于壳体组件的内侧，驱动电机固定设置于所述电机座上；驱动电机，用于通过输出轴的转动，驱动至少两个手指组件执行相应的运动。

示例性地，欠驱动夹持器的手指组件的数量为两个，图6为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的壳体组件的内部视图，参见图6，电机座63通过紧固件62固定安装在壳体组件的内侧，如图6所示，电机座63固定安装在壳体组件的后壳体60上，驱动电机61固定设置于电机座63上，驱动电机61设置有输出轴64，当驱动电机61处于工作状态时，输出轴64转动，以驱动与之配合连接的手指组件执行相应的运动，即通过输出轴64的转动，实现与手指组件间的动力传递。

在一些实施例中，驱动电机的输出轴上固定设置有蜗杆，该蜗杆用于与手指组件的一端构成蜗轮蜗杆机构，以通过蜗杆的转动驱动手指组件执行相应的运动。仍参见图6，输出轴64上固定设置有蜗杆66，手指组件的一端的结构为蜗轮结构65，当驱动电机61处于工作状态时，输出轴64转动，使得蜗杆66转动，进而，通过蜗轮蜗杆结构驱动手指组件的蜗轮结构65转动，实现驱动组件与手指组件间的动力传动；另，驱动电机61与手指组件通过蜗轮蜗杆传动，使得本发明实施例的欠驱动夹持器具备自锁能力。

在一些实施例中，驱动组件包括：指节机构、以及与指节机构枢接的指尖机构；其中，指尖机构包括：指尖连杆及套接在指尖连杆第一端的指尖组件，该指节机构的第一端与驱动组件配合连接，指节机构的第二端与指尖连杆的第二端枢接。

示例性地，图7为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的部分结构示意图，参见图7，驱动组件包括：指节机构71、以及与指节机构71枢接的指尖机构72；其中，指尖机构72包括：指尖连杆73及套接在指尖连杆73第一端的指尖组件74；指节机构71的第一端与驱动组件75配合连接，指节机构71的第二端与指尖连杆73的第二端枢接；在实际实施时，指节机构71与指尖机构72之间形成的枢接，可以为通过销轴76与销孔构成的转动连接；在实际应用中，指尖组件74的形状结构可以依据实际需要进行设定，并不限于图7中所示；在实际实施时，指尖组件的内侧表面为平面，该平面对应的图形为规则图形或不规则图形。

在一些实施例中，指节机构包括：第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆及第五连杆；其中，第三连杆的数量为两个，第一连杆的第一端与驱动组件配合连接，第一连杆的第二端与第三连杆的第一端枢接；第三连杆的第二端设置于第二连杆上，并与第二连杆枢接；第四连杆的第一端设置于第二连杆上，并与第二连杆枢接，第四连杆的第二端与第五连杆的第一端枢接；两个第三连杆之间形成容置空间，第五连杆穿插于容置空间，第五连杆的第二端与指尖连杆的第二端枢接。如此，手指组件的指节机构由连杆构成，结构简单、制造成本低且易安装。

图8为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图，参见图8，指节机构80包括：第一连杆81、第二连杆82、两个第三连杆83、第四连杆84及第五连杆85；其中，第一连杆81的第一端与驱动组件配合连接，如第一连杆81的第一端与驱动组件构成蜗轮蜗杆机构，通过蜗轮蜗杆实现传动；第一连杆81的第二端与第三连杆83的第一端枢接，具体地，第一连杆81的第二端与第三连杆83的第一端均设置有销孔，通过销轴实现第一连杆81的第二端与第三连杆83第一端的转动连接；第三连杆83的第二端设置于第二连杆82上，并与第二连杆82枢接，具体地，第二连杆82的第一端与第二端之间设置有第一销孔821，该销孔与第三连杆83第二端的销孔重合，并通过销轴构成转动连接；第四连杆84的第一端设置于第二连杆82上，并与第二连杆82枢接，第四连杆84的第二端与第五连杆85的第一端枢接，具体地，第二连杆82的第一端与第二端之间设置有第二销孔822，第二销孔822与第四连杆84第一端的销孔重合，并通过销轴实现转动连接，第四连杆84的第二端与第五连杆85的第一端处均设有销孔，销孔重合并通过销轴实现转动连接；两个第三连杆83之间形成容置空间，第五连杆85穿插于容置空间，并在第五连杆85运动时在所述容置空间中产生位移，第五连杆85的第二端与指尖连杆86的第二端枢接，具体地，指尖连杆86的第二端包括第一子端861与第二子端862，第五连杆85的第二端与指尖连杆86的第二子端862通过销轴实现转动连接，指尖连杆86的第一子端861与第二连杆82的第二端通过销轴实现转动连接。

在一些实施例中，手指组件还包括弹性件，该弹性件设置于第二连杆与第四连杆之间，且弹性件的第一端连接第二连杆的第一端，弹性件的第二端连接第四连杆的第二端；弹性件，用于在指节机构受到外力作用时发生弹性形变，并在所述外力消失时复位。

继续参见图8，指节机构80包括弹性件87，弹性件87设置于第二连杆82与第四连杆84之间，且弹性件87的第一端连接第二连杆82的第一端，弹性件87的第二端连接第四连杆84的第二端，在实际实施时，弹性件87处于弹性拉伸状态且弹性件87的拉力使得第一连杆81下表面和第四连杆84一端的表面相接触，在一些实施例中，弹性件87可以为弹簧、橡胶或弹性钢板等，如此，当指节机构受到外力作用，如指节机构中的第六连杆86受到横向作用力时，第六连杆86相对第二连杆82产生相对转动，第五连杆85带动第四连杆84运动，使得第一连杆81和第四连杆84之间的接触面脱离，使弹簧87产生形变，进而使得指节机构80具备一定抵抗外力的能力，具备一定防碰撞的能力。

在一些实施例中，第一连杆的第一端固定于壳体组件的内侧，并与壳体组件转动连接；所述第一连杆和所述壳体组件的第一连接点与第二连接点之间形成第一直线距离，所述第一直线距离的大小与所述第三连杆的长度大小相同；所述第二连接点为所述第二连杆与所述壳体组件的连接点。

示例性地，参见图7，第一连杆711的第一端通过销轴固定于壳体组件的内侧，并与壳体组件通过销轴实现转动连接；第一连杆711和壳体组件的第一连接点1(即销轴所在位置)与第二连接点2(即销轴所在位置)之间形成第一直线距离(1和2之间虚线所示)，第一直线距离的大小与第三连杆的长度大小相同，第二连接点为第二连杆与壳体组件的连接点；其中，第三连杆的长度为第三连杆两端销轴之间的长度，如图7中编号3所示虚线长度。

在一些实施例中，第一连杆的长度小于第二连杆的长度，具体地，参见图7，第一连杆两端销轴之间的距离，和第二连杆第一端销轴(图7中编号6)与位于第二连杆两端间的销轴(图7中编号7)之间的距离相同。

在一些实施例中，第四连杆和第二连杆的第三连接点与第四连接点之间形成第二直线距离，第二直线距离的大小与所述第五连杆的长度大小相同；其中，第四连接点为第二连杆的第二端与指尖连杆的连接点。

示例性地，参见图7，第四连杆和第二连杆的第三连接点4与第四连接点5(第二连杆的第二端与指尖连杆的连接点)之间形成第二直线距离，第二直线距离的大小与第五连杆712的两端销轴之间的距离相同。

在一些实施例中，第四连杆的长度与第六连杆的长度相同，具体地，第四连杆两端销轴之间的距离与第六连杆两端销轴之间的距离相同。

应用本发明上述实施例，欠驱动夹持器的手指组件由连杆构成，结构简单、控制难度低；手指组件与驱动组件间通过蜗轮蜗杆机构实现传动，可以得到很大的传动比，两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构，蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小，同时，该蜗轮蜗杆机构使得欠驱动夹持器具备自锁能力，当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆；手指组件具有一定的防碰撞能力，在没有夹持物体情况下，当所述手指组件受到外力作用时，所述指尖机构及与所述指尖机构相连的部分所述指节机构沿外力方向运动，以避免物体碰撞所造成的手指组件的损伤，并可在外力作用消失时复位，以实现物体夹取。

接下来以欠驱动夹持器包括两个手指组件为例对本发明实施例提供的欠驱动夹持器进行说明。图9为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图，参见图9，为本发明实施例提供的欠驱动夹持器包括：壳体组件91、两个手指组件92及驱动组件；

其中，壳体组件91包括：后壳体911及前壳体912，前壳体912和后壳体911通过紧固件固定连接；

驱动组件位于壳体组件91内部，具体的，驱动组件包括：设置有输出轴的驱动电机、以及电机座；其中，电机座通过螺栓固定安装在后壳体911上，驱动电机固定设置于电机座上；

驱动电机的输出轴上固定设置有蜗杆，驱动电机的蜗杆与手指组件92的一端构成蜗轮蜗杆机构，以在驱动电机的输出轴转动时，转动蜗杆，通过所构成的蜗轮蜗杆机构驱动两个手指组件92。

在一些实施例中，手指组件92包括：指节机构、以及与所述指节机构枢接的指尖机构；

在实际实施时，指尖机构包括指尖连杆9261及套接在指尖连杆9261上的指尖组件9262；指节机构包括：第一连杆921、第二连杆922、两个第三连杆923、第四连杆924及第五连杆925；其中，

第一连杆921的第一端为蜗轮结构，该蜗轮结构通过螺栓固定于第一连杆921上，并通过销轴与后壳体911及前壳体912形成转动连接，第一连杆921的蜗轮结构与驱动组件的蜗杆结构构成蜗轮蜗杆机构，当驱动电机工作时，蜗杆的转动驱动蜗轮的转动，进而使得第一连杆921进行摆动。

第一连杆921的第二端与第第三连杆923的第一端通过销轴构成转动连接。

第二连杆922通过销轴与后壳体911及前壳体912形成转动连接；第二连杆922的第二端与尖连杆9261的第一端通过销轴构成转动连接。

第二连杆922设置有容置空间，该容置空间使得第四连杆924部分穿插，并在第四连杆924发生摆动时，在第二连杆922的容置空间内产生相对运动，第四连杆924的第一端与第二连杆922通过销轴构成转动连接，且用于构成转动连接的销轴位于第二连杆922两端之间。

两个第三连杆923之间形成容置空间，该容置空间使得第五连杆925从中穿过，进而实现第五连杆925的第一端与第四连杆924的第二端的枢接，第五连杆925的第二端与尖连杆9261的第二端的枢接。

在一些实施例中，指节机构还包括弹簧927，弹簧927设置于第二连杆922与第四连杆924之间，且弹簧927的第一端连接第二连杆922的第一端，弹簧927的第二端连接第四连杆924的第二端；弹簧927用于在指节机构受到外力作用时发生弹性形变，并在所述外力消失时复位。具体地，如指节机构中的第六连杆受到横向作用力时，第六连杆相对第二连杆产生相对转动，第五连杆带动第四连杆运动，使得第一连杆和第四连杆之间的接触面脱离，使弹簧产生形变，进而使得指节机构具备一定抵抗外力的能力，从而具备一定防碰撞的能力。

在一些实施例中，指尖组件9262的形状结构可以依据实际需要进行设定，如图8中指尖组件的形状结构，如此，可增强夹持器的通用性。

在一些实施例中，第一连杆的第一端安装于壳体组件的内侧，并与壳体组件转动连接；所述第一连杆和所述壳体组件的第一连接点与第二连接点之间形成第一直线距离，所述第一直线距离的大小与所述第三连杆的长度大小相同；所述第二连接点为所述第二连杆与所述壳体组件的连接点。

示例性地，参见图7，第一连杆711的第一端通过销轴固定于壳体组件的内侧，并与壳体组件通过销轴实现转动连接；第一连杆711和壳体组件的第一连接点1(即销轴所在位置)与第二连接点2(即销轴所在位置)之间形成第一直线距离(1和2之间虚线所示)，第一直线距离的大小与第三连杆的长度大小相同，第二连接点为第二连杆与壳体组件的连接点；其中，第三连杆的长度为第三连杆两端销轴之间的长度，如图7中编号3所示虚线长度。

在一些实施例中，第一连杆的长度小于第二连杆的长度相同，具体地，参见图7，第一连杆两端销轴之间的距离，和第二连杆第一端销轴(图7中编号6)与位于第二连杆两端间的销轴(图7中编号7)之间的距离相同。

在一些实施例中，第四连杆和第二连杆的第三连接点与第四连接点之间形成第二直线距离，第二直线距离的大小与所述第五连杆的长度大小相同；其中，第四连接点为第二连杆的第二端与指尖连杆的连接点。

示例性地，参见图7，第四连杆和第二连杆的第三连接点4与第四连接点5(第二连杆的第二端与指尖连杆的连接点)之间形成第二直线距离，第二直线距离的大小与第五连杆712的两端销轴之间的距离相同。

在一些实施例中，第四连杆的长度与第六连杆的长度相同，具体地，第四连杆两端销轴之间的距离与第六连杆两端销轴之间的距离相同。

在实际应用中，当驱动组件驱动两个手指组件进行物体夹取时，可以依据实际需要实现对物体的外部夹持或内部夹持，接下来分别进行说明。

结合图6及图9对欠驱动夹持器的外部夹持进行说明。参见图9，图9示出的是实现对圆柱物体的外部夹持，欠驱动夹持器在进行物体夹取时，驱动组件所包括的驱动电机处于带电工作状态，在一些实施例中，驱动电机接收到第一控制信号，使得驱动电机的输出轴实现顺时针转动(正向转动)，带动输出轴上的蜗杆转动进行顺时针转动，此时，与输出轴的蜗杆构成蜗轮蜗杆机构的两个第一连杆的第一端，分别进行顺时针转动及逆时针转动，蜗轮的顺时针转动带动第一连杆进行相应方向的摆动，参见图6，以蜗轮67进行顺时针摆动、蜗轮65进行逆时针摆动为例，蜗轮67的顺时针摆动带动第一连杆的顺时针摆动，相应的，与第一连杆进行转动连接的两个第三连杆实现与第一连杆的联动，第二连杆与第三连杆联动，第四连杆与第二连杆联动，第五连杆与第四连杆联动，第六连杆与第五连杆联动，使得该欠驱动夹持器的手指组件间的夹持宽度变大，待夹持宽度的大小满足夹持要求时，将该欠驱动夹持器移动至合适位置(以手指组件满足外部夹持的位置为宜)，驱动电机接收到第二控制信号，驱动电机的输出轴实现逆时针转动(负向转动)，使得手指组件间的夹持宽度变小，所产生的夹持力使物体固定于手指组件之间，进而实现物体的夹取。

结合图6及图10对欠驱动夹持器的内部夹持进行说明。参见图10，图10示出的是实现对圆柱物体的内部夹持，欠驱动夹持器在进行物体夹取时，驱动组件所包括的驱动电机处于带电工作状态，在一些实施例中，驱动电机接收到第二控制信号，使得驱动电机的输出轴实现逆时针转动(负向转动)，带动输出轴上的蜗杆转动进行逆时针转动，此时，与输出轴的蜗杆构成蜗轮蜗杆机构的两个第一连杆的第一端，分别进行顺时针转动及逆时针转动，蜗轮的逆时针转动带动第一连杆进行相应方向的摆动，参见图6，以蜗轮67进行逆时针摆动、蜗轮65进行顺时针摆动为例，蜗轮67的逆时针摆动带动第一连杆的逆时针摆动，相应的，与第一连杆进行转动连接的第三连杆实现与第一连杆的联动，第二连杆与第三连杆联动，第四连杆与第二连杆联动，第五连杆与第四连杆联动，第六连杆与第五连杆联动，使得该欠驱动夹持器的手指组件间的夹持宽度变小，待夹持宽度的大小满足夹持要求时，将该欠驱动夹持器移动至合适位置(以手指组件满足内部夹持的位置为宜)，驱动电机接收到第一控制信号，驱动电机的输出轴实现顺时针转动(正向转动)，使得手指组件间的夹持宽度变大，所产生的夹持力使物体固定于手指组件外侧，进而实现物体的夹取。

在一些实施例中，本发明实施例提供的欠驱动夹持器可作为人工智能电子夹持设备的执行末端进行物体的抓取，该电子夹持设备包括：处理器及欠驱动夹持器；其中，欠驱动夹持器包括：壳体组件、包含于所述壳体组件的驱动组件、以及部分位于所述壳体组件的至少两个手指组件；其中，所述至少两个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，所述手指组件与所述驱动组件配合连接，所述配合连接使得所述驱动组件与所述手指组件构成传动关系；所述处理器，用于发送控制信号给所述驱动组件，以使所述驱动组件处于工作状态；所述驱动组件，用于基于所述控制信号，通过所述配合连接，驱动所述至少两个手指组件执行相应的运动，各所述手指组件所执行的运动相一致；所述手指组件具有产生弹性形变的能力，用于在所述驱动组件的驱动下，执行所述运动，以与其它所述手指组件协同夹取物体。

在一些实施例中，图11为本发明实施例提供的电子夹持设备的架构示意图，电子夹持设备400包括：欠驱动夹持器460、至少一个处理器410、存储器450、至少一个网络接口420和用户接口430。电子夹持设备400中的各个组件通过总线系统440耦合在一起。可理解，总线系统440用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统440除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图4中将各种总线都标为总线系统440。

处理器410可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

用户接口430包括使得能够呈现媒体内容的一个或多个输出装置431，包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示屏。用户接口430还包括一个或多个输入装置432，包括有助于用户输入的用户接口部件，比如键盘、鼠标、麦克风、触屏显示屏、摄像头、其他输入按钮和控件。

存储器450可以是可移除的，不可移除的或其组合。示例性的硬件设备包括固态存储器，硬盘驱动器，光盘驱动器等。存储器450可选地包括在物理位置上远离处理器410的一个或多个存储设备。

存储器450包括易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Me mory)，易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random Access Memor y)。本发明实施例描述的存储器450旨在包括任意适合类型的存储器。

在一些实施例中，存储器450能够存储数据以支持各种操作，这些数据的示例包括程序、模块和数据结构或者其子集或超集，下面示例性说明。

操作系统451，包括用于处理各种基本系统服务和执行硬件相关任务的系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；

网络通信模块452，用于经由一个或多个(有线或无线)网络接口420到达其他计算设备，示例性的网络接口420包括：蓝牙、无线相容性认证(WiFi)、和通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)等；

呈现模块453，用于经由一个或多个与用户接口430相关联的输出装置431(例如，显示屏、扬声器等)使得能够呈现信息(例如，用于操作外围设备和显示内容和信息的用户接口)；

输入处理模块454，用于对一个或多个来自一个或多个输入装置432之一的一个或多个用户输入或互动进行检测以及翻译所检测的输入或互动。

在实际实施时，该电子夹持设备可以为智能机器人，该智能机器人包括处理器，通过处理器发送控制信号给所述驱动组件，以使所述驱动组件处于工作状态，进而驱动手指组件进行物体夹取，图12为本发明实施例提供的包括欠驱动夹持器的机器人的示意图，参见图12，在机器人的控制下，通过欠驱动夹持器进行物体抓取。

在一些实施例中，本发明实施例提供的欠驱动夹持器可以进行两个或多个的组合，实现夹持物体时的双夹或多夹，参见图13，图13为本发明实施例提供的支持双夹功能的欠驱动夹持器的结构示意图。

在一些实施例中，本发明实施例提供的欠驱动夹持器的手指组件的数量为三个，图14为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图，参见图14，欠驱动夹持器的手指组件的数量为三个，此时，三个手指组件的指截面均匀的分布于圆周。在该欠驱动夹持器工作时，通过驱动器三个手指组件工作，由于三个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，使得三个手指组件在进行物体抓取时均匀受力，实现对物体稳定的抓取。

继续以欠驱动夹持器的手指组件的数量为两个进行说明。图15为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的组成结构示意图，图16为本发明实施例提供的欠驱动夹持器的壳体组件的内部结构示意图，接下来结合图15及图16对本发明实施例提供的欠驱动夹持器进行说明。

首先对图15及图16中编号所代表的含义。在图15及图16中，1：后壳体、2：前壳体、3：第一连杆、4：弹簧、5：第四连杆、6：第二连杆、7：第三连杆、8：第五连杆、9：第六连杆、10：指尖、11：第三销轴、12：第四销轴、13：第五销轴、14：第六销轴、15：驱动电机、16：电机座、17：蜗杆、18：第一销轴、19：第二销轴。

在实际实施时，欠驱动夹持器包括壳体组件、驱动组件以及手指组件，其中驱动组件置于壳体组件内侧，左右两组相同的手指组件置于壳体组件的中下方。

所述壳体组件包括前壳体2和后壳体1，所述前壳体2和后壳体1通过螺栓固定连接。

所述驱动组件包括驱动电机15、电机座16和蜗杆17，所述电机座16固定安装在所述的后壳体1上，在所述电机座16上固定设有驱动电机15，在所述驱动电机15输出轴上固定设有蜗杆17。

所述每组手指组件包括第一销轴18、第二销轴19、第三销轴11、第四销轴12、第五销轴13、第六销轴14、第一连杆3、第二连杆6、第三连杆7、第四连杆5、第五连杆8、第六连杆9、指尖10和弹簧4，所述第一连杆3一端和第二连杆6D处的销孔分别通过第一销轴18和第二销轴19与置于前壳体2和后壳体1上的销孔组成的转动副连接，所述第三连杆7分别位于第一连杆3和第二连杆6的两侧，且第一连杆3另一端和第二连杆6B处的销孔分别通过第五销轴13与第三连杆7两端的销孔组成的转动副连接，所述第四连杆5一端的销孔通过第三销轴11与第二连杆6A处的销孔组成的转动副连接，所述第四连杆5另一端的销孔通过第四销轴12与第五连杆8一端的销孔组成的转动副连接，所述第五连杆8另一端的销孔通过第六销轴14与第六连杆9一端的销孔组成的转动副连接，所述第二连杆6C处的销孔通过第六销轴14与第六连杆9另一端的销孔组成的转动副连接，所述第二连杆6和第四连杆5之间通过所述的弹簧4连接，所述弹簧4处于拉伸状态且弹簧拉力使第一连杆3下表面和第四连杆5一端的表面相接触，所述指尖10直接套装在第六连杆9的末端。

所述第一连杆3靠近壳体一侧为蜗轮结构，可与所述驱动组件中的蜗杆17组成蜗轮蜗杆传动，用于驱动手指组件的运动。

所述前壳体2、后壳体1上安装第一销轴18和第二销轴19的销孔之间的距离与第三连杆7两端的销孔之间的距离相等，所述第一连杆3两端销孔之间的距离与第二连杆6B、D处销孔之间的距离相等，所述第五连杆8两端销孔之间的距离与第二连杆6A、C处销孔之间的距离相等，所述第四连杆5两端销孔之间的距离与第六连杆9两端销孔之间的距离相等。

以上所述，仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种欠驱动夹持器，其特征在于，所述欠驱动夹持器包括：壳体组件、包含于所述壳体组件的驱动组件、以及部分位于所述壳体组件的至少两个手指组件，所述手指组件包括：指节机构、以及与所述指节机构枢接的指尖机构；

其中，所述至少两个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，所述手指组件与所述驱动组件配合连接，所述配合连接使得所述驱动组件与所述手指组件构成传动关系；

所述驱动组件，用于通过所述配合连接，驱动所述至少两个手指组件执行相应的运动，各所述手指组件所执行的运动相一致；

所述手指组件，用于在所述驱动组件的驱动下，执行所述运动，以与其它所述手指组件协同夹取物体；

当手指组件受到外力作用时，指尖机构及与指尖机构相连的部分指节机构沿外力方向运动，使得手指组件具备防碰撞能力。

2.如权利要求1所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述壳体组件包括前壳体和后壳体，所述前壳体和后壳体通过紧固件固定连接。

3.如权利要求1所述的欠驱动夹持器，其特征在于，所述驱动组件包括：设置有输出轴的驱动电机、以及电机座；其中，

所述电机座固定安装于所述壳体组件的内侧，所述驱动电机固定设置于所述电机座上；

所述驱动电机，用于通过所述输出轴的转动，驱动所述至少两个手指组件执行相应的运动。

4.如权利要求3所述的欠驱动夹持器，其特征在于，所述输出轴上固定设置有蜗杆；

所述蜗杆，用于与所述手指组件的一端构成蜗轮蜗杆机构，以通过所述蜗杆的转动驱动所述手指组件执行所述运动。

5.如权利要求1所述的欠驱动夹持器，其特征在于，所述手指组件包括：指节机构、以及与所述指节机构枢接的指尖机构；

其中，所述指尖机构包括：指尖连杆及套接在所述指尖连杆第一端的指尖组件；

所述指节机构的第一端与所述驱动组件配合连接，所述指节机构的第二端与所述指尖连杆的第二端枢接。

6.如权利要求5所述的欠驱动夹持器，其特征在于，所述指节机构包括：第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆及第五连杆；其中，

所述第一连杆的第一端与所述驱动组件配合连接，所述第一连杆的第二端与所述第三连杆的第一端枢接；

所述第二连杆的第一端固定于所述壳体组件的内侧，并与所述壳体组件转动连接，所述第三连杆的第二端设置于所述第二连杆上，并与所述第二连杆枢接；

所述第四连杆的第一端设置于所述第二连杆上，并与所述第二连杆枢接，所述第四连杆的第二端与所述第五连杆的第一端枢接；

所述第三连杆设置有容置空间，所述第五连杆穿插于所述容置空间，所述第五连杆的第二端与所述指尖连杆的第二端枢接。

7.如权利要求6所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述第一连杆的第一端为蜗轮结构，用于与所述驱动组件构成蜗轮蜗杆机构。

8.如权利要求6所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述手指组件还包括弹性件，所述弹性件设置于所述第二连杆与所述第四连杆之间，且所述弹性件的第一端连接所述第二连杆的第一端，所述弹性件的第二端连接所述第四连杆的第二端；

所述弹性件，用于在所述指节机构受到外力作用时发生弹性形变，并在所述外力消失时复位。

9.如权利要求8所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述弹性件为弹簧，且所述弹簧处于拉伸状态，所述拉伸状态使得所述第一连杆与所述第四连杆的第二端相接触。

10.如权利要求6所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述枢接为通过销轴与销孔构成的转动连接。

11.如权利要求5所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述指尖组件的内侧表面为平面，所述平面对应的图形为规则图形或不规则图形。

12.如权利要求6所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述第一连杆的第一端固定于所述壳体组件的内侧，并与所述壳体组件转动连接；

所述第一连杆和所述壳体组件的第一连接点与第二连接点之间形成第一直线距离，所述第一直线距离的大小与所述第三连杆的长度大小相同；

所述第二连接点为所述第二连杆与所述壳体组件的连接点。

13.如权利要求6所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述第一连杆的长度小于所述第二连杆的长度。

14.如权利要求6所述的欠驱动夹持器，其特征在于，

所述第四连杆和所述第二连杆的第三连接点与第四连接点之间形成第二直线距离，所述第二直线距离的大小与所述第五连杆的长度大小相同；

所述第四连接点为所述第二连杆的第二端与所述指尖连杆的连接点。

15.一种人工智能的电子夹持设备，其特征在于，所述电子夹持设备包括：处理器及欠驱动夹持器；所述欠驱动夹持器包括：壳体组件、包含于所述壳体组件的驱动组件、以及部分位于所述壳体组件的至少两个手指组件，所述手指组件包括：指节机构、以及与所述指节机构枢接的指尖机构；

其中，所述至少两个手指组件的指截面均匀的分布于圆周，所述手指组件与所述驱动组件配合连接，所述配合连接使得所述驱动组件与所述手指组件构成传动关系；

所述处理器，用于发送控制信号给所述驱动组件，以使所述驱动组件处于工作状态；

所述驱动组件，用于基于所述控制信号，通过所述配合连接，驱动所述至少两个手指组件执行相应的运动，各所述手指组件所执行的运动相一致；

所述手指组件，用于在所述驱动组件的驱动下，执行所述运动，以与其它所述手指组件协同夹取物体；

当所述手指组件受到外力作用时，所述指尖机构及与所述指尖机构相连的部分所述指节机构沿所述外力方向运动，使得所述手指组件具备防碰撞能力。

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