CN110900649B - 一种机械手装置及智能下棋机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机械手装置及智能下棋机器人；机械手装置包括：包含至少两个第一手指组件的第一夹持器、包含至少两个第二手指组件的第二夹持器、及旋转驱动器；第一夹持器的两侧分别固定有第一固定架及第二固定架，第二夹持器的两侧分别固定有第三固定架及第四固定架；第一固定架与第四固定架通过转动副连接；旋转驱动器位于第一固定架及第二固定架之间，且与第二固定架固定连接；第三固定架与旋转驱动器的一端固定连接，且与第二固定架组成转动副；旋转驱动器，用于通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动；第一夹持器及第二夹持器，用于夹持目标物。

Description

一种机械手装置及智能下棋机器人

技术领域

本发明涉及人工智能(AI，Artificial Intelligence)技术领域，尤其涉及一种机械手装置及智能下棋机器人。

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。

机械手装置作为智能下棋机器人的末端执行装置发挥着重要的作用，相关技术中，智能下棋机器人的机械手装置采用吸盘的方式取棋子，在换棋时，需要先将对方的棋子移走，然后将己方的棋子移到指定位置完成换棋动作，整个换棋动作复杂、流畅度差，用户体验低。

发明内容

本发明实施例提供一种机械手装置及智能下棋机器人。

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智能下棋机器人的机械手装置，所述机械手装置包括：包含至少两个第一手指组件的第一夹持器、包含至少两个第二手指组件的第二夹持器、以及旋转驱动器；其中，

所述第一夹持器的两侧分别固定有第一固定架及第二固定架，所述第二夹持器的两侧分别固定有第三固定架及第四固定架；所述第一固定架与第四固定架通过转动副连接；所述旋转驱动器位于所述第一固定架及所述第二固定架之间，且与所述第二固定架固定连接；所述第三固定架与所述旋转驱动器的一端固定连接，且与所述第二固定架组成转动副；

所述旋转驱动器，用于通过所述第三固定架及所述第四固定架，驱动所述第二夹持器产生与所述第一夹持器的相对运动，使得所述第一手指组件与所述第二手指组件的指尖处于不同的水平面上；

所述第一夹持器及所述第二夹持器，用于在所述第一手指组件与所述第二手指组件的指尖处于不同的水平面上时，夹持目标物。

本发明实施例还提供一种智能下棋机器人，所述智能下棋机器人包括：处理器及机械手装置；

其中，所述机械手装置包括：包含至少两个第一手指组件的第一夹持器、包含至少两个第二手指组件的第二夹持器、以及旋转驱动器；其中，

所述第一夹持器的两侧分别固定有第一固定架及第二固定架，所述第二夹持器的两侧分别固定有第三固定架及第四固定架；所述第一固定架与第四固定架通过转动副连接；所述旋转驱动器位于所述第一固定架及所述第二固定架之间，且与所述第二固定架固定连接；所述第三固定架与所述旋转驱动器的一端固定连接，且与所述第二固定架组成转动副；

所述处理器，用于发送第一控制信号给所述旋转驱动器，以使所述旋转驱动器处于工作状态；

所述旋转驱动器，用于基于所述第一控制信号，通过所述第三固定架及所述第四固定架，驱动所述第二夹持器产生与所述第一夹持器的相对运动，使得所述第一手指组件与所述第二手指组件的指尖处于不同的水平面上；

所述处理器，还用于在所述第一手指组件与所述第二手指组件的指尖处于不同的水平面上时，发送第二控制信号给所述第一夹持器或所述第二夹持器；

所述第一夹持器及所述第二夹持器，用于基于所述第二控制信号，夹持棋盘中的棋子。

应用本发明实施例具有以下有益效果：

应用本发明实施例提供的上述机械手装置，通过旋转驱动器驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，使得第一手指组件与第二手指组件的指尖处于不同的水平面上，进而可交替先后的实现目标物的夹持，提高了目标物的夹持效率及移动效率，当目标物为棋盘中的棋子时，可通过第一夹持器及第二夹持器交替实现棋子的夹持，通过两个夹持器实现换棋操作，操作简单，大大提高了换棋的效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能机器人的示意图；

图2是本发明实施例提供的智能下棋机器人的下棋的场景示意图；

图3为本发明实施例提供的智能下棋机器人300的架构示意图；

图4为本发明实施例提供的智能下棋机器人的机械手装置的组成结构示意图；

图5为本发明实施例提供的机械手装置通过第二夹持器夹持己方棋子的示意图；

图6为本发明实施例提供的机械手装置通过旋转驱动器驱动第二夹持器运动的示意图；

图7为本发明实施例提供的机械手装置通过第一夹持器夹持对方棋子的示意图；

图8为本发明实施例提供的机械手装置通过第二夹持器将己方棋子放置于对方棋子位置的示意图；

图9为本发明实施例提供的夹持器的壳体组件的示意图；

图10为本发明实施例提供的夹持器的壳体组件的内部视图；

图11为本发明实施例提供的夹持器的部分结构示意图；

图12为本发明实施例提供的夹持器的组成结构示意图；

图13为本发明实施例提供的夹持器的组成结构示意图。

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。

发明人在研究过程中发现，相关技术中的棋类机器人中，机器人取棋子的方式主要分为两种：一种采用多指机械手抓取；另一种采用真空吸盘或者电磁铁的方式。以象棋博弈过程中换掉对方棋子为例，首先需借助机械人末端执行器将对方棋子移走，然后将己方的棋子移到指定位置才能完成换棋动作。在遇到换棋子时，需要借助机械人末端执行器将对方棋子移走，然后将己方的棋子移到指定位置才能完成换棋动作，整个换棋动作复杂、流畅度差，从而降低客户体验。

基于此，提出本发明实施例的机械手装置、智能机器人及智能下棋机器人，具体通过如下实施例进行说明：

本发明实施例提供一种机械手装置，该机械手装置包括：包含至少两个第一手指组件的第一夹持器、包含至少两个第二手指组件的第二夹持器、以及旋转驱动器；其中，

第一夹持器的两侧分别固定有第一固定架及第二固定架，第二夹持器的两侧分别固定有第三固定架及第四固定架；第一固定架与第四固定架通过转动副连接；旋转驱动器位于第一固定架及第二固定架之间，且与第二固定架固定连接；第三固定架与旋转驱动器的一端固定连接，且与第二固定架组成转动副；

旋转驱动器，用于通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，使得第一手指组件与第二手指组件的指尖处于不同的水平面上；

第一夹持器及第二夹持器，用于在第一手指组件与第二手指组件的指尖处于不同的水平面上时，夹持目标物。

在一些实施例中，本发明实施例提供的机械手装置可应用于智能机器人的执行末端，在智能机器人的控制下实现目标物的夹持、移动及更换等。

以智能机器人的机械手装置包括第一夹持器及第二夹持器、第一夹持器及第二夹持器均包含两个手指组件为例，图1是本发明实施例提供的智能机器人的示意图，智能机器人的执行末端为本发明实施例的机械手装置，参见图1，智能机器人包括机械手装置101、移动装置102及控制器；

在控制器发出的第一控制信号的作用下，机械手装置中的旋转驱动器处于工作状态，进而驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，使得第一手指组件与第二手指组件的指尖处于不同的水平面上；

在第一手指组件与第二手指组件的指尖处于不同的水平面上时，控制器还用于发出第二控制信号，以通过第二控制信号控制第一夹持器或第二夹持器夹持目标物；

在一些实施例中，控制器还用于发出第三控制信号，以通过第三控制信号控制移动装置102转动，使得智能机器人能够产生位移，移动至目标位置。

这里，在实际应用中，目标物可以为任意智能机器人所要夹持、移动或更换的物品，如书本、杯子等。

在一些实施例中，本发明实施例提供的机械手装置可应用于智能下棋机器人的执行末端，通过机械手装置实现棋盘中棋子的夹持及更换，图2为本发明实施例提供的智能下棋机器人的下棋的场景示意图，以智能下棋机器人下象棋为例，参见图2，编号10所示为本发明实施例提供的智能下棋机器人，编号12所示为供下棋的平台，编号14所示为象棋棋盘；其中，智能下棋机器人10包括：处理器、及包含两个夹持器的机械手装置11，编号16所示为包括机械手装置11的编号15所示部分的局部放大图；在一些实施例中，机械手装置11可连接于智能下棋机器人10的机械臂13，通过机械臂13的移动带动机械手装置11产生与棋盘14的相对位移；在实际应用中，智能下棋机器人10通过处理器发送的控制信号，控制机械手装置11进行取棋子及换棋子，以换棋子为例，智能下棋机器人10首先控制机械手装置11的一个夹持器夹持己方棋子，然后控制机械手装置11移动至对方目标棋子(待换棋子)位置，控制未夹持棋子的另一个夹持器夹持对方目标棋子，并控制夹持己方棋子的夹持器将所夹持的己方棋子放置于对方目标棋子的位置；整个换棋过程简洁、流畅，人机交互效率高。

需要说明的是，在实际应用中，智能下棋机器人10还可应用于除象棋以外的其它棋类场景中，如国际象棋，军旗等，智能下棋机器人的形式也不限于图1的结构，本发明实施例提供的机械手装置可应用于任意形式的智能下棋机器人。

在一些实施例中，图3为本发明实施例提供的智能下棋机器人300的架构示意图，智能下棋机器人300包括：机械手装置360、至少一个处理器310、存储器350、至少一个网络接口320和用户接口330。智能下棋机器人300中的各个组件通过总线系统340耦合在一起。可理解，总线系统340用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统340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3中将各种总线都标为总线系统340。

处理器310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330包括使得能够呈现媒体内容的一个或多个输出装置331，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330还包括一个或多个输入装置332，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350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350可选地包括在物理位置上远离处理器310的一个或多个存储设备。

存储器350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350旨在包括任意适合类型的存储器。

在一些实施例中，存储器350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351，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352，用于经由一个或多个(有线或无线)网络接口320到达其他计算设备，示例性的网络接口320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353，用于经由一个或多个与用户接口330相关联的输出装置331(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354，用于对一个或多个来自一个或多个输入装置332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。

接下来基于图2所示的智能下棋机器人，对本发明实施例的机械手装置进行说明。图4为本发明实施例提供的智能下棋机器人的机械手装置的组成结构示意图，参见图4，在一些实施例中，机械手装置包括：包含至少两个第一手指组件的第一夹持器41、包含至少两个第二手指组件的第二夹持器42、以及旋转驱动器43；其中，

参见图4，第一夹持器41的两侧分别固定有结构相同的第一固定架411及第二固定架412，第二夹持器42的两侧分别固定有结构相同的第三固定架421及第四固定架422；第一固定架与第四固定架通过转动副连接；旋转驱动器位于第一固定架及第二固定架之间，且与第二固定架固定连接；第三固定架与旋转驱动器的一端固定连接，且与第二固定架组成转动副；

旋转驱动器，用于通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，使得第一手指组件与第二手指组件的指尖处于不同的水平面上；

第一夹持器及第二夹持器，用于在第一手指组件与第二手指组件的指尖处于不同的水平面上时，夹持棋盘中的棋子。

在一些实施例中，旋转驱动器为旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的输出轴与第三固定架固定连接；第一固定架与第四固定架所组成的转动副的转动轴线与旋转驱动电机的输出轴重合。

在实际应用中，可通过机械手装置的两个夹持器(即第一夹持器及第二夹持器)协作实现下棋过程中的换棋操作，具体地，在一些实施例中，第二夹持器，还用于通过自身包括的所述至少两个第二手指组件，夹持棋盘中的己方棋子；相应的，旋转驱动器，还用于在第二夹持器夹持有己方棋子时，通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，直至第二夹持器与第一夹持器为第一相对位置关系，以使第一夹持器能够夹持棋盘中的对方棋子。

在实际实施时，第一夹持器及第二夹持器可以拥有相同或不同的组成结构，如第一夹持器包括三个手指组件、第二夹持器包括两个手指组件；以第一夹持器及第二夹持器拥有相同的组成结构，第一夹持器及第二夹持器均包含两个手指组件为例进行说明。

图5为本发明实施例提供的机械手装置通过第二夹持器夹持己方棋子的示意图，图6为本发明实施例提供的机械手装置通过旋转驱动器驱动第二夹持器运动的示意图，参见图5，机械手装置的第二夹持器51在控制信号的控制下，通过两个手指组件对己方棋子进行外部夹持，然后，参见图6，为了实现换棋，在电信号作用下，旋转驱动器61处于第一工作状态，使得第三固定架及第四固定架摆动，通过第三固定架及第四固定架的摆动，带动第二夹持器62产生与第一夹持器的相对运动，直至第二夹持器与第一夹持器为第一相对位置关系，如第二夹持器与第一夹持器的夹角为第一预设角度，在实际应用中，第一预设角度的大小可依据实际需要进行设定，以使第一夹持器能够夹持棋盘中的对方棋子。

在一些实施例中，第一夹持器，还用于在第二夹持器与第一夹持器为第一相对位置关系时，通过至少两个第一手指组件，夹持棋盘中处于目标位置的对方棋子；旋转驱动器，还用于在对方棋子脱离目标位置时，通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，使得己方棋子能够置于目标位置。

将结合图5及图6进行说明，图7为本发明实施例提供的机械手装置通过第一夹持器夹持对方棋子的示意图，图8为本发明实施例提供的机械手装置通过第二夹持器将己方棋子放置于对方棋子位置的示意图，参见图7，在第二夹持器701与第一夹持器702处于第一相对位置关系的状态下，机械手装置从图6所示位置被移动至能够通过第一夹持器夹持对方棋子的图7所示位置，然后，第一夹持器702在控制信号的控制下，通过两个手指组件对处于目标位置的对方棋子进行外部夹持，然后，参见图8，为了实现换棋，机械手装置从图7所示位置被移动至图8所示位置，以使得第二夹持器801处于能够将己方棋子放置于对方棋子的位置，然后，在电信号作用下，旋转驱动器处于第二工作状态，使得第三固定架及第四固定架摆动，通过第三固定架及第四固定架的摆动，带动第二夹持器801产生与第一夹持器802的相对运动，如第二夹持器801处于竖直状态，使得己方棋子能够放置于对方棋子的目标位置。

综上所述，上述基于机械手装置所实现的下棋过程中的换棋操作，首先采用机械手装置的一个夹持器夹持己方棋子，然后控制旋转驱动器处于第一工作状态，以使夹持己方棋子的夹持器向上摆动，进而控制另一个夹持器夹持对方棋子，待对方棋子脱离自身所处位置时，控制夹持有己方棋子的夹持器将己方棋子放置于被夹走的对方棋子的位置，完成换棋操作，整个换棋过程，机械手装置的两个夹持器先后交替进行棋子的夹持，协同实现换棋操作，操作简单、换棋效率高，无需像相关技术中般需要先取走对方棋子，然后放置于一旁，再取己方棋子，再放置于对方棋子位置，相较于相关技术中的换棋操作，本发明实施例提供的机械手装置大大提高了人机交互效率，提高了用户体验。

在一些实施例中，第二夹持器，还用于通过至少两个第二手指组件，夹持棋盘中处于目标位置的对方棋子；旋转驱动器，还用于通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，直至第二夹持器与第一夹持器为第二相对位置关系，以使对方棋子脱离目标位置。

仍以第一夹持器及第二夹持器拥有相同的组成结构，第一夹持器及第二夹持器均包含两个手指组件为例进行说明。在机械手装置换棋过程中，机械手装置被移动至目标位置的对方棋子处，第二夹持器在控制信号的控制下，通过两个手指组件对目标位置的对方棋子进行外部夹持，然后，为了实现换棋，在电信号作用下，旋转驱动器处于第三工作状态，使得第三固定架及第四固定架摆动，通过第三固定架及第四固定架的摆动，带动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，直至第二夹持器与第一夹持器为第二相对位置关系，如第二夹持器与第一夹持器的夹角为第二预设角度，在实际应用中，第二预设角度的大小可依据实际需要进行设定，以使对方棋子脱离目标位置。

在一些实施例中，第一夹持器，还用于在第二夹持器与第一夹持器为第二相对位置关系时，通过至少两个第一手指组件，夹持棋盘中的己方棋子；以及，在第一夹持器处于己方棋子能够置于目标位置的位置时，将己方棋子置于目标位置。

继续上述示例，在第二夹持器与第一夹持器处于第二相对位置关系的状态下，机械手装置被移动至己方棋盘中能够夹持己方棋子的位置，然后第一夹持器在控制信号的控制下，通过两个手指组件对棋盘中己方棋子进行外部夹持，然后，为了实现换棋，机械手装置从夹持了己方棋子的位置被移动至对方的目标位置，然后在控制信号的控制下，第一夹持器将夹持的己方棋子放置于目标位置。

综上所述，上述基于机械手装置所实现的下棋过程中的换棋操作，首先采用机械手装置的一个夹持器夹持对方棋子，然后控制旋转驱动器处于第三工作状态，以使夹持对方棋子的夹持器向上摆动，待对方棋子脱离自身所处位置时，控制另一个夹持器夹持己方棋子，然后，控制夹持有己方棋子的夹持器将己方棋子放置于被夹走的对方棋子的位置，完成换棋操作，整个换棋过程，操作简单、换棋效率高。

在实际应用中，智能下棋机器人在下棋的过程中涉及移动棋子的情况，在一些实施例中，可通过对待移动棋子进行夹持并移动的方式实现棋子移动，具体地，控制旋转驱动器处于第四工作状态，在该工作状态下，通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，使得第一手指组件与第二手指组件的指尖处于不同的水平面上，进而更方便的控制第一夹持器或第二夹持器实现对己方待移动棋子的夹持及移动。

在一些实施例中，智能下棋机器人还可以采用通过机械手装置推动棋子的方式实现对棋子的移动，具体地，第一夹持器，还用于通过至少两个第一手指组件，推动棋盘中的己方棋子从第一位置移动至第二位置；和/或，第二夹持器，还用于通过至少两个第二手指组件，推动棋盘中的己方棋子从第三位置移动至第四位置。

在一些实施例中，第一手指组件中设置有第一磁力线圈；相应地，第一夹持器，还用于通过第一磁力线圈产生的磁力吸引棋盘中的棋子，以将棋子从第五位置移动至第六位置；和/或，第二手指组件中设置有第二磁力线圈；相应地，第二夹持器，还用于通过第二磁力线圈产生的磁力吸引棋盘中的棋子，以将棋子从第七位置移动至第八位置。

基于上述对机械手装置的说明，接下来对机械手装置中所包括的夹持器(第一夹持器或第二夹持器)进行说明，需要说明的是，在实际实施时，夹持器并不限于上述实施例所描述的形式，任意包含至少两个手指组件，能够对物体进行夹持的结构均在本发明的保护范围之内。

在一些实施例中，夹持器包括：壳体组件、包含于壳体组件的驱动组件、以及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、以及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的分布于圆周，手指组件与驱动组件配合连接，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，以与其它所述手指组件协同夹取物体。

图9为本发明实施例提供的夹持器的壳体组件的示意图，参见图9，夹持器的壳体组件90包括前壳体92及后壳体91，前壳体92及后壳体91通过紧固件即螺栓固定连接；其中，93为壳体上的螺纹孔，用于将夹持器安装在机械臂的末端。

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。

在一些实施例中，驱动电机的输出轴上固定设置有蜗杆；

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运动。

示例性地，夹持器的手指组件的数量为两个，图10为本发明实施例提供的夹持器的壳体组件的内部视图，参见图10，电机座33通过紧固件32固定安装在壳体组件的内侧，如图10所示，电机座33固定安装在壳体组件的后壳体30上，驱动电机31固定设置于电机座33上，驱动电机31设置有输出轴34，当驱动电机31处于工作状态时，输出轴34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34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10，输出轴34上固定设置有蜗杆36，手指组件的一端的结构为蜗轮结构35，当驱动电机31处于工作状态时，输出轴34转动，使得蜗杆36转动，进而，通过蜗轮蜗杆结构驱动手指组件的蜗轮结构35转动，实现驱动组件与手指组件间的动力传动；另，驱动电机31与手指组件通过蜗轮蜗杆传动，使得夹持器具备自锁能力。

在一些实施例中，手指组件包括：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11为本发明实施例提供的夹持器的部分结构示意图，参见图11，手指组件包括：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12为本发明实施例提供的夹持器的组成结构示意图，参见图12，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12，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，如指节机构中的指尖连杆86受到横向作用力时，指尖连杆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11，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11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11，第一连杆两端销轴之间的距离，和第二连杆第一端销轴(图11中编号6)与位于第二连杆两端间的销轴(图11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11，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，第四连杆的长度与指尖连杆的长度相同，具体地，第四连杆两端销轴之间的距离与指尖连杆两端销轴之间的距离相同。

在一些实施例中，本发明实施例提供的夹持器的手指组件的数量为三个，图13为本发明实施例提供的夹持器的组成结构示意图，参见图13，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。

继续对智能下棋机器人下棋过程中机械手装置的应用进行说明。在一些实施例中，机械手装置包括两个机械手(即上述实施例中的夹持器)，两个机械手之间通过旋转电机连接，参见图4，双机械手安装在机械臂的末端，41为机械手A(可对应前述实施例中的第一夹持器)，42为机械手B(可对应前述实施例中的第二夹持器)，43为旋转电机，在换棋时用于驱动机械手B产生相对机械手A的运动，411固定架一和412固定架二安装在机械手A上，421固定架三和422固定架四安装在机械手B上，43旋转电机固定安装在412上，旋转电机的输出轴和421固定架三的一端相连，411固定架一和422固定架四的一端通过旋转副相连且旋转轴线和43旋转电机的输出轴重合。

智能下棋机器人通过机械手装置换棋时，首先，如图5所示，机械手B抓取己方棋子；然后，如图6所示，旋转电机将已经抓取己方棋子的机械手B旋起一定高度；其次，如图7所示，机械手A抓取对方棋子；最后，如图8所示，旋转电机将已经抓取己方棋子的机械手B旋转到竖直方向并将己方棋子放在对方棋子的位置。

在实际实施时，将双机械手(即机械手装置)安装在机械臂或者移动平台的末端，其中机械臂或者移动平台的功能为将双机械手移动到待抓取棋子的位置，双机械手可以在机械臂无需调整姿态的情况下完成抓子和换子工作，较大程度简化传统棋类机器人的换棋动作，使其换棋子过程更加流畅，机械臂动作更小，提升人机互动的效率，提高用户体验。

本发明实施例还提供一种存储有可执行指令的存储介质，其中存储有可执行指令，当可执行指令被处理器执行时，将引起处理器执行控制机械手装置实现换棋操作，例如，当可执行指令被处理器执行时，引起处理器执行如下操作：首先，控制第二夹持器通过第二手指组件夹持棋盘中的己方棋子；然后控制旋转驱动器在第二夹持器夹持有己方棋子时，通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，直至第二夹持器与第一夹持器为第一相对位置关系，以使第一夹持器能够夹持棋盘中的对方棋子；然后，控制第一夹持器在第二夹持器与第一夹持器为第一相对位置关系时，通过至少两个第一手指组件，夹持棋盘中处于目标位置的对方棋子；最后，控制旋转驱动器在对方棋子脱离目标位置时，通过第三固定架及第四固定架，驱动第二夹持器产生与第一夹持器的相对运动，使得己方棋子能够置于目标位置。

在一些实施例中，存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EE PROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。

在一些实施例中，可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式，按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言，或者声明性或过程性语言)来编写，并且其可按任意形式部署，包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。

作为示例，可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件，可以可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分，例如，存储在超文本标记语言(H TML，Hyper TextMarkup Language)文档中的一个或多个脚本中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者，存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。

作为示例，可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。

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)

1.一种机械手装置，其特征在于，所述机械手装置包括：包含至少两个第一手指组件的第一夹持器、包含至少两个第二手指组件的第二夹持器、以及旋转驱动器；其中，

所述第一夹持器的两侧分别固定有第一固定架及第二固定架，所述第二夹持器的两侧分别固定有第三固定架及第四固定架；所述第一固定架与第四固定架通过转动副连接；所述旋转驱动器位于所述第一固定架及所述第二固定架之间，且与所述第二固定架固定连接；所述第三固定架与所述旋转驱动器的一端固定连接，且与所述第二固定架组成转动副；

所述旋转驱动器，用于通过所述第三固定架及所述第四固定架，驱动所述第二夹持器产生与所述第一夹持器的相对运动，使得所述第一手指组件与所述第二手指组件的指尖处于不同的水平面上；

所述第一夹持器及所述第二夹持器，用于在所述第一手指组件与所述第二手指组件的指尖处于不同的水平面上时，夹持目标物。

2.如权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，所述目标物为棋盘中的棋子；

所述第二夹持器，还用于通过所述至少两个第二手指组件，夹持棋盘中的己方棋子；

所述旋转驱动器，还用于在所述第二夹持器夹持有所述己方棋子时，通过所述第三固定架及所述第四固定架，驱动所述第二夹持器产生与所述第一夹持器的相对运动，直至所述第二夹持器与所述第一夹持器为第一相对位置关系，以使所述第一夹持器能够夹持所述棋盘中的对方棋子。

3.如权利要求2所述的机械手装置，其特征在于，

所述第一夹持器，还用于在所述第二夹持器与所述第一夹持器为第一相对位置关系时，通过所述至少两个第一手指组件，夹持所述棋盘中处于目标位置的对方棋子；

所述旋转驱动器，还用于在所述对方棋子脱离所述目标位置时，通过所述第三固定架及所述第四固定架，驱动所述第二夹持器产生与所述第一夹持器的相对运动，使得所述己方棋子能够置于所述目标位置。

4.如权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，所述目标物为棋盘中的棋子；

所述第二夹持器，还用于通过所述至少两个第二手指组件，夹持棋盘中处于目标位置的对方棋子；

所述旋转驱动器，还用于通过所述第三固定架及所述第四固定架，驱动所述第二夹持器产生与所述第一夹持器的相对运动，直至所述第二夹持器与所述第一夹持器为第二相对位置关系，以使所述对方棋子脱离所述目标位置。

5.如权利要求4所述的机械手装置，其特征在于，

所述第一夹持器，还用于在所述第二夹持器与所述第一夹持器为第二相对位置关系时，通过所述至少两个第一手指组件，夹持所述棋盘中的己方棋子；

以及，在所述第一夹持器处于己方棋子能够置于所述目标位置的位置时，将所述己方棋子置于所述目标位置。

6.如权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，

所述第一夹持器，还用于通过所述至少两个第一手指组件，推动所述目标物从第一位置移动至第二位置；

和/或，所述第二夹持器，还用于通过所述至少两个第二手指组件，推动所述目标物从第三位置移动至第四位置。

7.如权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，

所述第一手指组件中设置有第一磁力线圈；所述第一夹持器，还用于通过所述第一磁力线圈产生的磁力吸引所述目标物，以将所述目标物从第五位置移动至第六位置；

和/或，所述第二手指组件中设置有第二磁力线圈；所述第二夹持器，还用于通过所述第二磁力线圈产生的磁力吸引所述目标物，以将所述目标物从第七位置移动至第八位置。

8.如权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，

所述旋转驱动器为旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的输出轴与所述第三固定架固定连接；

所述第一固定架与第四固定架所组成的转动副的转动轴线与所述旋转驱动电机的输出轴重合。

9.如权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，所述第一夹持器与所述第二夹持器的结构相同，所述第一夹持器包括：

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所述目标物。

10.如权利要求9所述的机械手装置，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。

11.如权利要求10所述的机械手装置，其特征在于，所述驱动电机的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。

12.如权利要求9所述的机械手装置，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。

13.如权利要求12所述的机械手装置，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。

14.如权利要求13所述的机械手装置，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。

15.一种智能下棋机器人，其特征在于，所述智能下棋机器人包括：处理器及机械手装置；

其中，所述机械手装置包括：包含至少两个第一手指组件的第一夹持器、包含至少两个第二手指组件的第二夹持器、以及旋转驱动器；其中，

所述第一夹持器的两侧分别固定有第一固定架及第二固定架，所述第二夹持器的两侧分别固定有第三固定架及第四固定架；所述第一固定架与第四固定架通过转动副连接；所述旋转驱动器位于所述第一固定架及所述第二固定架之间，且与所述第二固定架固定连接；所述第三固定架与所述旋转驱动器的一端固定连接，且与所述第二固定架组成转动副；

所述处理器，用于发送第一控制信号给所述旋转驱动器，以使所述旋转驱动器处于工作状态；

所述旋转驱动器，用于基于所述第一控制信号，通过所述第三固定架及所述第四固定架，驱动所述第二夹持器产生与所述第一夹持器的相对运动，使得所述第一手指组件与所述第二手指组件的指尖处于不同的水平面上；

所述处理器，还用于在所述第一手指组件与所述第二手指组件的指尖处于不同的水平面上时，发送第二控制信号给所述第一夹持器或所述第二夹持器；

所述第一夹持器及所述第二夹持器，用于基于所述第二控制信号，夹持棋盘中的棋子。

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