CN116348259A - 抓握设备和包括抓握设备的机器人设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种抓握设备。所述抓握设备包括：第一指状件；第二指状件，面对所述第一指状件；第一连杆，具有连接到所述第一指状件的第一端；第二连杆，具有连接到所述第二指状件的第一端；以及电机，并且包括连接所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端的差动设备，其中，当所述电机被驱动时，所述差动设备使所述第一连杆和所述第二连杆沿不同的方向旋转，并且当所述第二连杆通过外力沿第一方向旋转时，所述差动设备使所述第一连杆沿所述第一方向旋转。

Description

抓握设备和包括抓握设备的机器人设备

技术领域

本公开涉及一种抓握设备，并且更具体地，涉及一种抓握设备以及包括抓握设备的机器人设备，其中，抓握设备具有改进结构以即使在外力被施加时也稳定地抓握对象。

背景技术

随着电子技术的发展，已经开发了各种电子装置。具体地，近年来，已经开发了用于在工业领域、医疗护理、空间、家务等中代表人类执行任务的各种机器人设备。这样的机器人设备可包括能够执行各种任务(诸如，抓握对象、组装对象、运输对象、焊接对象等)的抓握设备。

另一方面，当外力施加到抓握设备时，存在以下风险：抓握设备可能掉落抓握对象并且掉落的对象可能损坏，电机可能发生故障，刚性抓握设备或与抓握设备碰撞的障碍物可能损坏，或者抓握设备可能与用户碰撞并导致伤害。因此，已经开发了一种主动适应设备，其通过传感器预先检测外力或在外力被施加之后控制抓握设备的移动。然而，当传感器的感测值不准确或者即使预先检测到外力也发生不可避免的情况时，存在与抓握设备碰撞的对象损坏或人受伤的风险非常高的问题。

因此，越来越需要一种具有被动适应机械结构的抓握设备，其能够通过灵活地响应于外力来有效地吸收冲击，而无需单独的感测过程或控制过程。

发明内容

技术问题

提供了一种抓握设备和包括抓握设备的机器人设备，其中，抓握设备具有改进结构以即使在外力被施加时也稳定地抓握对象。

另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可通过实践所呈现的实施例来获知。

技术方案

根据本公开的一方面，一种抓握设备可包括：第一指状件；第二指状件，被构造为面对所述第一指状件；第一连杆，被构造为具有连接到所述第一指状件的第一端；第二连杆，被构造为具有连接到所述第二指状件的第一端；以及差动设备，包括电机并且被构造为连接所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端。当所述电机被驱动时，差动设备可使所述第一连杆和所述第二连杆沿不同的方向旋转。当所述第二连杆通过外力沿第一方向旋转时，差动设备可使所述第一连杆沿所述第一方向旋转。

所述第一连杆可包括在所述第一连杆的第二端处的第一齿轮区域，所述第二连杆可包括在所述第二连杆的第二端处的第二齿轮区域，以及所述差动设备可包括：第一齿轮，被构造为与所述第一齿轮区域接合；第二齿轮，被构造为与所述第一齿轮互锁并且相对于所述第一齿轮旋转；以及第三齿轮，被构造为与所述第二齿轮区域和所述第二齿轮接合。

所述差动设备可包括：环形齿轮，被构造为布置在所述第一齿轮与所述第二齿轮之间，并且被构造为由所述电机旋转。

所述第一齿轮区域和所述第二齿轮区域具有相同的齿轮比。

所述差动设备可包括：第一轴，被构造为具有连接到所述第一齿轮的第一端并且与所述第一齿轮一体地旋转；以及第二轴，被构造为具有连接到所述第二齿轮的第一端并且与所述第二齿轮一体地旋转。所述第一轴和所述第二轴可同轴地布置。

所述差动设备可包括：环形齿轮，被构造为布置在所述第一齿轮与所述第二齿轮之间并且被构造为由所述电机旋转；侧齿轮，被构造为连接到所述第一轴的第二端并且被构造为与所述第一轴一体地旋转；第一星形轴和第二星形轴，被构造为与所述第一轴平行地布置并且被构造为与所述环形齿轮一体地旋转；第一星形齿轮，与所述侧齿轮接合并且被构造为能够旋转地支撑在所述第一星形轴上；以及第二星形齿轮，与所述第一星形齿轮和所述第二齿轮接合并且被构造为能够旋转地支撑在所述第二星形轴上。

所述第一齿轮区域和所述第三齿轮可布置在相对于所述第一轴和所述第二轴的中心轴线的相对侧上。

所述差动设备可包括：环形齿轮，被构造为布置在所述第一齿轮与所述第二齿轮之间并且被构造为由所述电机旋转。所述第一轴可穿过所述环形齿轮。

差动设备可包括：第一凸轮构件，被构造为与所述第一轴平行地连接；以及第二凸轮构件，被构造为与所述第二轴平行地连接并且与所述第一凸轮构件接触。

差动设备可包括：螺栓，被构造为固定地布置在所述第一轴和所述第二轴中的至少一个内部；以及按压构件，被构造为将所述第一凸轮构件和所述第二凸轮构件中的至少一个与所述螺栓连接。

所述按压构件可包括压缩弹簧。

所述第一轴和所述第二轴可包括形成在它们的内表面上的键槽。所述第一凸轮构件和所述第二凸轮构件可分别沿着形成在所述第一轴中的键槽和形成在所述第二轴中的键槽插入。

所述第一凸轮构件和所述第二凸轮构件可包括彼此面对的凹形表面。

所述抓握设备还可包括：壳体，被构造为能够旋转地支撑所述第一连杆和所述第二连杆中的每一个的第一端。

根据本公开的一个方面，一种机器人设备可包括：图像传感器，被构造为检测对象的形状；抓握设备，包括第一指状件、第二指状件、被构造为具有连接到所述第一指状件的第一端的第一连杆、被构造为具有连接到所述第二指状件的第一端的第二连杆、以及包括电机并且被构造为连接所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端的差动设备；以及处理器，被配置为控制所述抓握设备，使得所述第一指状件和所述第二指状件间隔开与由所述图像传感器检测到的所述对象的厚度相应的距离。

附图说明

图1是根据实施例的抓握设备的侧视图。

图2是根据实施例的在壳体被移除的情况下的抓握设备的侧视图；图3是根据实施例的图2的抓握设备的透视图。

图4是根据实施例的机器人设备的框图。

图5是根据实施例的第一指状件和第二指状件沿相反方向移动以彼此间隔开的抓握设备的透视图；图6是根据实施例的图5的抓握设备的侧视图。

图7是根据实施例的第一指状件和第二指状件通过施加到抓握设备的外力沿相同的方向移动的抓握设备的透视图；图8是根据实施例的图7的抓握设备的侧视图。

图9是示出根据实施例的图7的抓握设备中的第一指状件和第二指状件沿相反的方向移动的状态的侧视图。

图10是根据实施例的第一凸轮构件和第二凸轮构件的透视图；图11是根据实施例的第一凸轮构件和第二凸轮构件的截面图。

图12是示出根据实施例的第一凸轮构件和第二凸轮构件中的一个被扭转的状态的透视图。

具体实施方式

应当理解的是，下面描述的实施例被说明性地示出以帮助理解本公开，并且本公开可按不同于本文描述的实施例的各种修改来实现。然而，在本公开的以下描述中，当确定相关已知功能或相关已知组件的详细描述可能不必要地模糊本公开的主题时，将省略详细描述和具体说明。此外，附图未按比例示出，但一些组件的尺寸可被扩大以帮助理解本公开。

考虑到本公开的功能，说明书和权利要求中使用的术语选择了通用术语。然而，这些术语可根据本领域技术人员的意图、法律或技术解释以及新技术的出现而变化。另外，一些术语由申请人任意选择。这些术语可被解释为说明书中定义的含义，并且还可基于说明书的一般内容和本领域的公知技术知识来解释，而无需具体的术语定义。

在本公开中，表述“具有”、“可具有”、“包括”、“可包括”等指示相应特征(例如，数值、功能、操作、诸如部件的组件等)的存在，并且不排除另外的特征的存在。

另外，在说明书中，描述了用于描述本公开的各实施例所必需的构成要素，并因此不必限制于此。因此，可改变或省略一些组件，并且可添加其他组件。此外，组件可被布置为分布在不同的独立设备中。

此外，在下文中，将参照附图和附图中描述的内容详细描述本公开的实施例，但本公开不限于或局限于这些实施例。

在下文中，将参照附图更详细地描述本公开。

图1是根据实施例的抓握设备的侧视图。图2是根据实施例的在壳体被移除的情况下的抓握设备的侧视图。图3是根据实施例的图2的抓握设备的透视图。

参照图1至图3，根据本公开的实施例的抓握设备1可包括第一指状件10、第二指状件20、第一连杆110、第二连杆120、差动设备200、第三齿轮230和壳体300。

第一指状件10和第二指状件20可布置为彼此面对，并且可间隔开预定距离以形成空间，其中，待抓握对象布置在该空间之间。第一指状件10和第二指状件20的彼此面对的表面可平行。

随着(下面描述的)差动设备200驱动第一连杆110和第二连杆120，第一指状件10与第二指状件20之间的间隔可被调整。

第一连杆110可支撑第一指状件10。第一连杆110的第一端111可连接到第一指状件10，并且第一连杆110的第二端112可以能够旋转地连接到壳体300。

第二连杆120可支撑第二指状件20。第二连杆120的第一端121可连接到第二指状件20，并且第二连杆120的第二端122可以能够旋转地连接到壳体300。

第一连杆110和第二连杆120可具有直的形状并且可具有相同的长度。

第一连杆110可包括在其第二端112处的第一齿轮区域113，并且第二连杆120也可包括在其第二端122处的齿轮区域123。第一连杆110的齿轮区域113和第二连杆120的齿轮区域123可布置为与稍后将描述的差动设备200的齿轮接合。因此，当通过差动设备200旋转第一连杆110的齿轮区域113和第二连杆120的齿轮区域123时，第一连杆110和第二连杆120可分别绕着第二端112和第二端122旋转，使得第一指状件10与第二指状件20之间的间隔可被调整。

另外，壳体300可以能够旋转地支撑第一连杆110的第二端112和第二连杆120的第二端122。

第一连杆110的第一端111可连接到第一指状件10的第一点11上，并且第二连杆120的第一端121可连接到第二指状件20的第一点21上。

此外，抓握设备1还可包括第三连杆130和第四连杆140。

第三连杆130可连接到第一指状件10的第二点12并且可与第一连杆110平行地布置。第一连杆110的第二端112和第三连杆130的第二端132之间的距离S1可具有与第一指状件10的第一点11和第二点12之间的距离D1相同的长度。

第四连杆140可连接到第二指状件20的第二点22并且可与第二连杆120平行地布置。第二连杆120的第二端122和第四连杆140的第二端142之间的距离S2可具有与第二指状件20的第一点21和第二点22之间的距离D2相同的长度。

因为第一连杆110和第二连杆120以及第一指状件10的一个区域具有随着第一连杆110和第二连杆120的大致平行四边形的形状，所以即使当第一连杆110和第二连杆120旋转时，第一指状件10也可保持水平形状。

类似地，因为第三连杆130和第四连杆140以及第二指状件20的一个区域具有随着第三连杆130和第四连杆140的大致平行四边形的形状，所以即使当第三连杆130和第四连杆140旋转时，第二指状件20也可保持水平形状。

也就是说，第一连杆110和第三连杆130以及第二连杆120和第四连杆140可各自具有四连杆机构的结构。第一连杆110、第三连杆130、第一指状件10和壳体300可具有总共连接四个触头的闭环形状。类似地，第二连杆120、第四连杆140、第二指状件20和壳体300也可具有总共连接四个触头的闭环形状。

因此，因为具有平行四边形形状的四连杆机构分别支撑第一指状件10和第二指状件20，所以第一指状件10和第二指状件20可在保持水平状态的同时稳定地抓握物体。

差动设备200可连接第一连杆110的第二端112和第二连杆120的第二端122，并且可包括电机201。

当电机201被驱动时，差动设备200可使第一连杆110和第二连杆120沿不同方向旋转。因此，因为第一指状件10和第二指状件20远离或靠近彼此移动，所以抓握设备1可执行抓握操作。

另外，当第一连杆110和第二连杆120中的一个通过外力沿第一方向旋转时，差动设备200也可使第一连杆110和第二连杆120中的另一个沿第一方向旋转。这里，第一方向可以是R1方向或R2方向。

因此，即使外力无意地施加到第一指状件10、第二指状件20、第一连杆110和第二连杆120中的至少一个，由于第一连杆110和第二连杆120沿相同方向旋转，所以抓握设备1也不会掉落正被抓握的对象并且可保持抓握力。

差动设备200可包括第一齿轮210、第二齿轮220和第三齿轮230。

第一齿轮210可与第一齿轮区域113接合。第二齿轮220可与第一齿轮210互锁，以沿与第一齿轮210相同的方向旋转或者沿与第一齿轮210的方向不同的方向旋转。第三齿轮230可与第二齿轮区域123和第二齿轮220接合。

第一齿轮210和第一齿轮区域113可具有相同的宽度并且可布置在同一平面(例如，Y-Z平面)上。

第三齿轮230、第二齿轮区域123和第二齿轮220可具有相同的宽度，并且可布置在同一平面(例如，Y-Z平面)上。

也就是说，第一连杆110可沿与第一齿轮210的旋转方向相反的方向旋转，并且第二连杆120可通过第三齿轮230沿与第二齿轮220的旋转方向相同的方向旋转。

差动设备200的第一齿轮210和第二齿轮220可沿相同的方向旋转或者可沿不同的方向旋转。

当差动设备200的环形齿轮240通过驱动电机201而旋转时，第一齿轮210和第二齿轮220可沿相同的方向旋转。因此，当第一齿轮210或第二齿轮220中的任何一个通过向第一指状件10、第二指状件20、第一连杆110和第二连杆120中的至少一个施加外力而沿一个方向旋转时，第一齿轮210和第二齿轮220中的另一个可沿相反的方向旋转。

差动设备200可包括布置在第一齿轮210与第二齿轮220之间并通过电机201旋转的环形齿轮240。差动设备200还可包括小齿轮202，其中，小齿轮202通过电机201被旋转并与环形齿轮240接合，并且当小齿轮202通过电机201被旋转时，环形齿轮240可沿与小齿轮202相反的方向旋转。

此外，差动设备200可包括第一轴271和第二轴272，其中，第一轴271具有支撑第一齿轮210并与第一齿轮210一体地旋转的第一端，第二轴272支撑第二齿轮220并与第二齿轮220一体地旋转。

第一轴271和第二轴272可同轴地布置，并且因此，第一齿轮210和第二齿轮220可同轴地旋转。另外，第一轴271和第二轴272可彼此间隔开并且彼此独立地旋转。

第一连杆110的齿轮区域113和第三齿轮230可布置在相对于第一轴271和第二轴272的中心轴线A的相对侧上。第一连杆110的齿轮区域113可布置在第一轴271和第二轴272的中心轴线A的+Z方向侧，并且第三齿轮230可布置在第一轴271和第二轴272的中心轴线A的-Z方向侧。

第一轴271可穿过环形齿轮240，并且可独立地旋转而不与环形齿轮240接触。

差动设备200还可包括侧齿轮250、第一星形轴261、第二星形轴262、第一星形齿轮263和第二星形齿轮264。

侧齿轮250可由第一轴271支撑并且可与第一轴271一体地旋转。也就是说，第一轴271可支撑布置在第一轴271的第一端的第一齿轮210和布置在第一轴271的第二端的侧齿轮250，并且可与第一齿轮210和侧齿轮250一体地旋转。

第一星形轴261和第二星形轴262可与第一轴271平行地布置，并且可与环形齿轮240一体地旋转。第一星形轴261和第二星形轴262可沿着环形齿轮240的圆周方向交替地布置。

第一星形齿轮263可以能够旋转地支撑在第一星形轴261上，并且可布置为与侧齿轮250接合。

第二星形齿轮264可以能够旋转地支撑在第二星形轴262上，并且可布置为与第一星形齿轮263和第二齿轮220接合。

例如，当环形齿轮240沿一个方向旋转时，与环形齿轮240一体形成的第一星形轴261和第二星形轴262也可沿与环形齿轮240相同的方向旋转，并且第一星形齿轮263和第二星形齿轮264可在都不处于旋转的状态下绕着第一轴271和第二轴272的中心轴线A沿与环形齿轮240相同的方向旋转。

因此，与第一星形齿轮263接合的侧齿轮250也可沿与环形齿轮240相同的方向旋转，并且与侧齿轮250一体形成的第一轴271和第一齿轮210也可沿与环形齿轮240相同的方向旋转。类似地，与第二星形齿轮264接合的第二齿轮220也可沿与环形齿轮240相同的方向旋转。

也就是说，当电机201被驱动以使环形齿轮240旋转时，第一齿轮210和第二齿轮220都可沿与环形齿轮240相同的方向旋转。

另外，当第一齿轮210首先旋转时，与第一齿轮210一体形成的第一轴271和侧齿轮220可沿与第一齿轮210相同的方向旋转。此后，与侧齿轮220接合的第一星形齿轮263可相对于第一星形轴261沿与第一齿轮210相反的方向旋转，并且与第一星形齿轮263接合的第二星形齿轮264可相对于第二星形轴262沿与第一齿轮210相同的方向旋转。

最后，与第二星形齿轮264接合的第二齿轮220可沿与第一齿轮210相反的方向旋转。也就是说，当第一齿轮210首先旋转时，第二齿轮220可沿与第一齿轮220相反的方向旋转。相反，在上述动力传递过程反向的情况下，当第二齿轮220首先旋转时，第一齿轮210可沿与第二齿轮210相反的方向上旋转。

也就是说，当环形齿轮240通过电机201旋转时，差速设备200可使第一齿轮210和第二齿轮220沿相同的方向旋转。另外，当外力被施加给第一指状件10、第二指状件20、第一连杆110和第二连杆120中的至少一个时，差动设备200可使第一齿轮210和第二齿轮220沿不同的方向旋转。

尽管已经描述了上述差动设备200的结构被实现为多个正齿轮的类型，但不限于此，并且可被实现为锥齿轮的类型。

图4是根据实施例的机器人设备的框图。

参照图4，根据本公开的实施例的机器人设备1000可包括抓握设备1、处理器400、图像传感器500和压力传感器600。

抓握设备1可包括第一指状件10、第二指状件20、分别用于支撑第一指状件10和第二指状件20的第一连杆110和第二连杆120、差动设备200，其中，差动设备200包括第一齿轮210、第二齿轮220和第三齿轮230，其中，第一齿轮21与第一连杆110的齿轮区域113接合，第二齿轮220通过与第一齿轮210互锁而旋转，第三齿轮230与第二连杆120的齿轮区域123和第二齿轮220接合。

因为上面已经描述了抓握设备1的详细结构，所以在下文中，可简化或省略关于抓握设备1的构造的与上述示例重叠的部分。

处理器400可控制机器人设备1000的整体操作。为此，处理器400可包括中央处理器(CPU)或应用处理器(AP)。可选地，处理器400可被实现为至少一个通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)、微计算机(MICOM)、驱动器集成电路(IC)等。

图像传感器500可检测对象的形状和位置中的至少一个。图像传感器500可以是被配置为拍摄机器人设备1000周围的对象的相机。例如，图像传感器500可被实现为三维(3D)相机或深度相机。

这样的图像传感器500可布置在机器人设备1000的主体部分或头部部分上，但位置不必限于此，并且图像传感器500可布置在各种位置(诸如，抓握设备1的第一连杆110和第二连杆120以及第一指状件10和第二指状件20)处。

处理器400可接收关于由图像传感器500检测到的对象的形状和位置的信息，并且分析信息以确定对象的位置、尺寸、形状、类型等。处理器400可通过经由对象识别算法识别对象来确定对象的尺寸、形状、类型等，并且基于对象的深度信息来确定对象的位置。

图像传感器500可检测待抓握的对象的位置和形状，并且将关于检测到的位置和形状的信息发送到处理器400。处理器400将从图像传感器500接收的信息与存储在存储器中的各种对象的形状信息进行比较，以确定对象的类型和位置。

因此，处理器400可控制抓握设备1移动到与待抓握的对象相邻的位置。此后，处理器400可控制抓握设备，使得第一指状件10和第二指状件20具有与由图像传感器检测到的对象的厚度相应的间隔。在这种情况下，第一指状件10和第二指状件20之间的间隔可基本上等于待抓握的对象的厚度，并且第一指状件10和第二指状件20可容易地抓握对象。

另外，机器人设备1000还可包括压力传感器600，其中，压力传感器600测量施加到第一指状件10和第二指状件20中的至少一个的压力。另外，处理器400可基于由压力传感器600测量的值来控制抓握设备1的操作。

压力传感器600可测量施加到第一指状件10和第二指状件20中的至少一个的压力。例如，压力传感器600可包括压电元件或测压元件(load cell)，以将施加到第一指状件10和第二指状件20中的至少一个的压力转换为电信号并将电信号发送到处理器400。

压力传感器600可布置在第一指状件10和第二指状件20的相对表面上。两个压力传感器600可布置在第一指状件10和第二指状件20两者上，或者一个压力传感器600可布置在第一指状件10和第二指状件20中的一个上。

当抓握设备1抓握对象时，压力传感器600可检测由对象施加到第一指状件10和第二指状件20的压力，将压力转换为电信号，并将电信号发送到处理器400。

当待抓握的对象置于第一指状件10与第二指状件20之间时，抓握设备1可通过抓握设备1的差动设备200执行抓握操作。在该过程中，对象可向第一指状件10和第二指状件20施加压力，并且压力传感器600可检测压力的值。

处理器400可基于由压力传感器600测量的值来控制抓握设备1的抓握操作。当通过将由压力传感器600测量的压力值与存储在存储器中的临界压力值进行比较，测量的压力值达到临界压力值时，处理器400可控制停止抓握设备1的差动设备200的驱动。

因此，根据本公开的实施例的机器人设备1000可防止对象由于过大的压力而损坏或者由于过小的压力而从抓握设备1滑落的问题，并且可以以适当的抓握力稳定地抓握对象。

图5是根据实施例的第一指状件和第二指状件沿相反方向移动以彼此间隔开的抓握设备的透视图。图6是根据实施例的图5的抓握设备的侧视图。

参照图5和图6，当小齿轮202通过电机201沿R2方向旋转时，与小齿轮202接合的环形齿轮240以及与环形齿轮240一体地形成的多个星形轴261和262可沿R1方向旋转。

R1方向和R2方向表示每一个组件在Y-Z平面上的旋转方向，并且可彼此相反。

第一星形齿轮263和第二星形齿轮264可与第一星形轴261和第二星形轴262一起相对于第一轴271和第二轴272的中心轴线A沿R1方向旋转。

与第一星形齿轮263接合的侧齿轮250以及与侧齿轮250一体地形成的第一轴271和第一齿轮210可沿R2方向旋转。另外，与第二星形齿轮264结合的第二齿轮220也可沿R2方向旋转。

与第一齿轮210接合的第一连杆110的齿轮区域113可沿R1方向旋转。与第二齿轮220接合的第三齿轮230可沿R1方向旋转，并且与第三齿轮230接合的第二连杆120的齿轮区域123可沿R2方向旋转。

也就是说，当小齿轮202沿R2方向旋转时，第一连杆110可绕着第一连杆110的第二端112沿R1方向旋转，并且第二连杆120可绕着第二连杆120的第二端122沿R2方向旋转。因此，第一指状件10与第二指状件20之间的间距D可增加。

相反，当小齿轮202沿R1方向旋转时，上述过程反向，使得第一连杆110可绕着第一连杆110的第二端112沿R2方向旋转，并且第二连杆120可绕着第二连杆120的第二端122沿R1方向旋转。因此，第一指状件10与第二指状件20之间的间隔D可减小。

也就是说，因为第一指状件10与第二指状件20之间的间隔通过差动设备200的一个电机201增加或减小，所以可稳定地抓握物体。

另外，因为第一连杆110的齿轮区域113和第二连杆120的齿轮区域123具有相同的齿轮比，所以第一连杆110和第二连杆120可按相同的角度旋转。

图7是根据实施例的第一指状件和第二指状件通过被施加到抓握设备的外力沿相同的方向移动的抓握设备的透视图。图8是根据实施例的图7的抓握设备的侧视图。

参照图7和图8，可向第一指状件10和第二指状件20以及第一连杆110第二连杆120、第三连杆130和第四连杆140中的至少一个施加+Z方向上的外力。

例如，当将+Z方向上的外力施加到第二连杆120时，第二连杆120可绕着第二连杆120的第一端121沿R1方向旋转。因此，第二连杆120的齿轮区域123也可沿R1方向旋转。

与第二连杆120的齿轮区域123接合的第三齿轮230可沿R2方向旋转，并且与第三齿轮230接合的第二齿轮220可沿R1方向旋转。

与第二齿轮220接合的第二星形齿轮264可绕着第二星形轴262沿R2方向旋转，并且与第二星形齿轮264接合的第一星形齿轮263可绕着第一星形轴261沿R1方向旋转。

与第一星形齿轮263结合的侧齿轮250可沿R2方向旋转，并且与侧齿轮250一体地形成的第一轴271和第一齿轮210也可沿R2方向旋转。

与第一齿轮210接合的第一连杆110的齿轮区域113可沿R1方向旋转，因此第一连杆110可绕着的第一连杆110第一端111沿R1方向旋转。

当第二连杆120通过外力沿R1方向旋转时，第一连杆110也可沿与第二连杆120相同的R1方向旋转。也就是说，即使当外力施加到抓握设备1时，因为第一连杆110和第二连杆120沿相同方向旋转，所以抓握设备1也不会掉落抓握对象并保持抓握力。

第一连杆110的齿轮区域113和第二连杆120的齿轮区域123可具有相同的齿轮比，因此，因为第一连杆110和第二连杆120按相同的角度旋转，所以第一指状件10与第二指状件20之间的间隔D也被保持，使得抓握对象不会掉落。

也就是说，根据本公开的实施例的抓握设备1可具有被动适应机械结构，该被动适应机械结构能够通过灵活地响应于外力来有效地吸收冲击，而无需单独的感测过程或控制过程。

另外，因为第一连杆110和第二连杆120不是固定的并且沿与外力的方向相同的方向旋转，所以与抓握设备1碰撞的用户不会被伤害，或者与抓握设备1碰撞的障碍物不会被损坏。

另外，即使当外力被施加到抓握设备1时，因为仅第一星形齿轮263和第二星形齿轮264旋转，并且第一星形轴261和第二星形轴262、环形齿轮240和小齿轮202不旋转，所以也可防止由于外力而对电机201的损坏。

图9是示出根据实施例的图7的抓握设备中的第一指状件和第二指状件沿相反的方向移动的状态的侧视图。

参照图9，当小齿轮202通过电机201沿R2方向旋转时，根据上述过程，第一连杆110可绕着第一连杆110的第二端112沿R2方向旋转，并且第二连杆120可绕着第二连杆120的第二端122沿R2方向旋转。

因此，第一指状件10和第二指状件20可在与图2的位置不同的位置处抓握对象。也就是说，根据本公开的实施例的抓握设备1可以不必仅抓握位于中间的对象，还可抓握位于沿着Z轴的各种位置处的物体。

图10是根据实施例的第一凸轮构件和第二凸轮构件的透视图。图11是根据实施例的第一凸轮构件和第二凸轮构件的截面图。图12是示出根据实施例的第一凸轮构件和第二凸轮构件中的一个被扭转的状态的透视图。

参照图10至图12，差动设备200可包括第一凸轮构件281和第二凸轮构件282。

第一凸轮构件281可平行地连接到第一轴271，并且第二凸轮构件282可平行地连接到第二轴272并与第一凸轮构件281接触。

第一轴271可具有形成在第一轴271的内表面上的键槽271a，第二轴272可具有形成在第二轴272的内表面上的键槽272a，并且第一凸轮构件281和第二凸轮构件282可分别沿着形成在第一轴271中的键槽271a和形成在第二轴272中的键槽272a插入，以连接到第一轴271和第二轴272。

因此，第一凸轮构件281和第二凸轮构件282可与第一轴271和第二轴272一体地旋转，并且可仅沿第一轴271和第二轴272的轴向方向相对移动。

第一轴271和第二轴272彼此间隔开，但与其连接的第一凸轮构件281和第二凸轮构件282可彼此接触。

第一凸轮构件281和第二凸轮构件282可沿着X轴布置。第一凸轮构件281和第二凸轮构件282可具有彼此面对的凹形表面281a和凹形表面282a。第一凸轮构件281的表面281a和第二凸轮构件282的表面282a可具有这样的形状：它们的中间区域是凹形，并且它们的周边区域的一部分突出以彼此接合。

此外，差动设备200还可包括螺栓291和按压构件292。螺栓291可固定地布置在第一轴271和第二轴272中的至少一个内部，并且按压构件292可将螺栓291连接到第一凸轮构件281和第二凸轮构件282中的至少一个。按压构件292可以是从螺栓291推动第一凸轮构件281或第二凸轮构件282的压缩弹簧。

在图10至图12中，螺栓291和按压构件292被示出为布置在第一轴271内部，但是其位置不限于此。

当阈值或更小的外力被施加到抓握设备1时，由于通过按压构件292作用在第一凸轮构件281与第二凸轮构件282之间的摩擦力，第一轴271和第二轴272可以不旋转。因此，可防止第一指状件10和第二指状件20由于抓握设备1本身的小的力(例如，重力)而无意地移动。

当阈值或更大的外力被施加到抓握设备1时，按压构件292收缩，并且第一凸轮构件281或第二凸轮构件282分别进入第一轴271或第二轴272。结果是，第一凸轮构件281和第二凸轮构件282可被扭转和旋转以彼此间隔开。因此，为了防止抓握设备1被无意地操作，可通过彼此接触的第一凸轮构件281和第二凸轮构件282以及按压构件292来选择外力，并且可仅针对阈值或更大的外力执行上面参照图7和图8描述的被动适应过程。

在上文中，已经示出和描述了本公开的实施例，但本公开不限于上述具体实施例，并且本公开所属领域的任何普通技术人员可以在不脱离如权利要求中所要求保护的本公开的主旨的情况下进行各种修改，并且这些修改旨在落入权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种抓握设备，包括：

第一指状件；

第二指状件，被构造为面对所述第一指状件；

第一连杆，被构造为具有连接到所述第一指状件的第一端；

第二连杆，被构造为具有连接到所述第二指状件的第一端；以及

差动设备，包括电机并且被构造为连接所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端，

其中，当所述电机被驱动时，所述差动设备使所述第一连杆和所述第二连杆沿不同的方向旋转，并且

其中，当所述第二连杆通过外力沿第一方向旋转时，所述差动设备使所述第一连杆沿所述第一方向旋转。

2.根据权利要求1所述的抓握设备，其中，所述第一连杆包括在所述第一连杆的第二端处的第一齿轮区域，并且所述第二连杆包括在所述第二连杆的第二端处的第二齿轮区域，以及

其中，所述差动设备还包括：

第一齿轮，被构造为与所述第一齿轮区域接合，

第二齿轮，被构造为与所述第一齿轮互锁并且相对于所述第一齿轮旋转，以及

第三齿轮，被构造为与所述第二齿轮区域和所述第二齿轮接合。

3.根据权利要求2所述的抓握设备，其中，所述差动设备还包括：环形齿轮，被构造为布置在所述第一齿轮与所述第二齿轮之间，并且被构造为由所述电机旋转。

4.根据权利要求2所述的抓握设备，其中，所述第一齿轮区域和所述第二齿轮区域具有相同的齿轮比。

5.根据权利要求2所述的抓握设备，其中，所述差动设备还包括：

第一轴，被构造为具有连接到所述第一齿轮的第一端并且与所述第一齿轮一体地旋转，以及

第二轴，被构造为具有连接到所述第二齿轮的第一端并且与所述第二齿轮一体地旋转，以及

其中，所述第一轴和所述第二轴同轴地布置。

6.根据权利要求5所述的抓握设备，其中，所述差动设备还包括：

环形齿轮，被构造为布置在所述第一齿轮与所述第二齿轮之间并且被构造为由所述电机旋转，

侧齿轮，被构造为连接到所述第一轴的第二端并且被构造为与所述第一轴一体地旋转，

第一星形轴和第二星形轴，被构造为与所述第一轴平行地布置并且被构造为与所述环形齿轮一体地旋转，

第一星形齿轮，与所述侧齿轮接合并且被构造为能够旋转地支撑在所述第一星形轴上，以及

第二星形齿轮，与所述第一星形齿轮和所述第二齿轮接合并且被构造为能够旋转地支撑在所述第二星形轴上。

7.根据权利要求5所述的抓握设备，其中，所述第一齿轮区域和所述第三齿轮布置在相对于所述第一轴和所述第二轴的中心轴线的相对侧上。

8.根据权利要求5所述的抓握设备，其中，所述差动设备还包括：环形齿轮，被构造为布置在所述第一齿轮与所述第二齿轮之间并且被构造为由所述电机旋转，以及

其中，所述第一轴穿过所述环形齿轮。

9.根据权利要求5所述的抓握设备，其中，所述差动设备还包括：

第一凸轮构件，被构造为与所述第一轴平行地连接，以及

第二凸轮构件，被构造为与所述第二轴平行地连接并且与所述第一凸轮构件接触。

10.根据权利要求9所述的抓握设备，其中，所述差动设备还包括：

螺栓，被构造为固定地布置在所述第一轴和所述第二轴中的至少一个内部，以及

按压构件，被构造为将所述第一凸轮构件和所述第二凸轮构件中的至少一个与所述螺栓连接。

11.根据权利要求10所述的抓握设备，其中，所述按压构件包括压缩弹簧。

12.根据权利要求9所述的抓握设备，其中，所述第一轴和所述第二轴包括形成在它们的内表面上的键槽，以及

其中，所述第一凸轮构件和所述第二凸轮构件分别沿着形成在所述第一轴中的键槽和形成在所述第二轴中的键槽插入。

13.根据权利要求9所述的抓握设备，其中，所述第一凸轮构件和所述第二凸轮构件包括彼此面对的凹形表面。

14.根据权利要求1所述的抓握设备，还包括：壳体，被构造为能够旋转地支撑所述第一连杆和所述第二连杆中的每一个的第一端。

15.一种机器人设备，包括：

图像传感器，被构造为检测对象的形状；

抓握设备，包括：

第一指状件，

第二指状件，

第一连杆，被构造为具有连接到所述第一指状件的第一端，

第二连杆，被构造为具有连接到所述第二指状件的第一端，以及

差动设备，包括电机并且被构造为连接所述第一连杆的第二端和所述第二连杆的第二端，以及

处理器，被配置为控制所述抓握设备，使得所述第一指状件和所述第二指状件间隔开与由所述图像传感器检测到的所述对象的厚度相应的距离。

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