CN206287164U - 驱动装置及机器人灵巧手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种驱动装置，其用于驱动机器人灵巧手的手指实现屈伸。驱动装置包括外壳、舵机及传动拉绳，舵机定位于外壳，传动拉绳的两端分别连接于手指及舵机，舵机驱动传动拉绳移动实现手指的屈伸。外壳包括至少一个导向结构，传动拉绳在外壳内的延伸路径经过导向结构。驱动装置还包括至少一个与导向结构相对应的弹性导向管，弹性导向管定位于导向结构。传动拉绳经过导向结构的部分相应地收容于弹性导向管内。本实用新型还提供了一种机器人灵巧手。本实用新型提供的驱动装置，由于弹性导向管对传动拉绳的导向作用，减小了传动拉绳在拉动和松弛的过程中的摩擦力，能够使所述手指实现精准的抓取和回复动作。

Description

驱动装置及机器人灵巧手

技术领域

本实用新型涉及自动化领域，尤其涉及一种驱动装置以及使用所述驱动装置的机器人灵巧手。

背景技术

目前市场上的机器人灵巧手通常是通过驱动装置驱动传动拉绳来拉动手指移动，从而实现屈的动作。在驱动装置驱动力消失后，所述手指通过弹簧回复至初始位置，从而实现伸的动作。然而，在手指进行拉动的屈或者回复的过程中，因为传动拉绳为软绳类的材料，所以传动拉绳会在驱动装置内与驱动装置的壳体内部结构产生摩擦，从而增加了传动拉绳与驱动装置之间的阻力，导致所述手指不能完全屈到特定位置实现对物品的精准抓取，同时也不能伸至初始位置顺利实现回复动作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种驱动装置，该驱动装置旨在解决现有技术中的机器人灵巧手的驱动装置由于传动拉绳与外壳之间的阻力，导致机器人灵巧手的手指不能完全屈到特定位置实现精准的抓取，或者不能伸至初始位置实现回复的技术问题。

本实用新型公开一种驱动装置。

所述驱动装置用于驱动机器人灵巧手的手指实现屈伸，所述驱动装置包括外壳、舵机及传动拉绳，所述舵机定位于所述外壳，所述传动拉绳的一端定位于所述手指，另一端连接所述舵机，所述舵机驱动所述传动拉绳移动以实现所述手指的屈伸。所述外壳包括至少一个导向结构，所述传动拉绳在所述外壳内的延伸路径经过所述导向结构，所述驱动装置还包括与所述导向结构相对应的至少一个弹性导向管，所述弹性导向管定位于所述导向结构，所述传动拉绳经过所述导向结构的部分相应地收容于所述弹性导向管内。

优选地，所述舵机包括驱动轴，所述导向结构包括第一导向件，所述第一导向件包括第一定位部、第二定位部及弯折部，所述第一定位部及所述第二定位部分别自所述弯折部的两端延伸，所述弹性导向管自所述第一定位部穿过所述弯折部并延伸到所述第二定位部，所述第二定位部的延伸方向与所述驱动轴垂直。

优选地，所述弯折部呈弧形。

优选地，所述第一导向件设有第一导向孔，所述外壳设有第二导向孔，所述第二导向孔自所述外壳的外表面延伸至所述外壳内，所述导向结构还包括设于所述外壳内的第二导向件，所述第二导向件设于所述第一导向孔与所述第二导向孔之间，所述第二导向件设有第三导向孔，所述第三导向孔分别与所述第一导向孔及所述第二导向孔相通，所述弹性导向管的一端经过所述第一导向孔、所述第三导向孔及所述第二导向孔延伸至所述外壳之外。

优选地，所述第二导向件还包括用于固定所述舵机的固定部，所述驱动轴穿过所述固定部。

优选地，所述舵机包括导向轮，所述导向轮固定于所述驱动轴，所述传动拉绳的另一端定位于所述导向轮，所述驱动轴驱动所述传动拉绳缠绕于所述导向轮或脱离所述导向轮。

优选地，所述导向轮设有导线槽及定位槽，所述导线槽沿着所述导向轮的圆周方向设置，所述定位槽与所述导向槽相通，所述传动拉绳的一端定位于所述定位槽，所述传动拉绳缠绕于所述导线槽内。

优选地，所述驱动装置还包括导向板，所述导向板设置于所述外壳的外侧对应于所述弹性导向管由所述手指伸出、未进入所述驱动装置内的部分，所述导向板的外表面的相对于对应的所述驱动装置部分倾斜设置。

本实用新型还提供了一种机器人灵巧手。所述机器人灵巧手包括多个手指装置，每个所述手指装置包括手指及所述的驱动装置，所述驱动装置驱动所述手指实现屈伸。

优选地，每个所述手指装置对应设有一所述驱动装置。

本实用新型提供的驱动装置，通过在所述驱动装置的外壳内设置导向结构，弹性导向管定位于所述导向结构以实现所述弹性导向管在所述壳体内的平滑过渡，传动拉绳收容于所述弹性导向管内，当所述驱动装置驱动机器人灵巧手的所述手指屈伸时，由于所述弹性导向管对所述传动拉绳的导向作用，减小了所述传动拉绳在拉动和松弛的过程中的摩擦阻力。同时，由于所述弹性导向管定位于所述导向结构实现所述弹性导向管在所述外壳内的平滑过渡，从而可以有效防止所述弹性导向管在所述外壳内发生滑移，从而有利于所述驱动装置驱动的所述手指的屈伸，能够使所述手指实现对物品精准的抓取和顺利回复。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为本实用新型机器人灵巧手立体结构示意图；

图2为本实用新型单个手指装置的结构示意图；

图3为图2的剖视图示意图；

图4为图3中驱动装置剖面示意图；

图5为图4中外壳的内部结构示意图；

图6为图4中舵机的驱动轴与导向轮的装配结构示意图；

图7为图4中第二导向件结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。

请同时参阅图1至图4，本实用新型具体实施方式提供的一种机器人灵巧手100a包括多个手指装置100，每个手指装置100包括驱动装置200以及手指300。每个驱动装置200驱动手指300屈伸，机器人灵巧手100a通过多个手指300的屈伸实现对物品抓取及松开动作。

驱动装置200包括外壳10、舵机20、传动拉绳30及至少一个弹性导向管40。传动拉绳30的一端定位于手指300，另一端连接舵机20，舵机20驱动传动拉绳30移动以实现手指300的屈伸，从而通过手指300实现对物品的抓取及松开的动作。

外壳10包括与弹性导向管40相对应的至少一个导向结构50。安装时，传动拉绳30在外壳10内的延伸路径经过导向结构50，弹性导向管40定位于导向结构50，传动拉绳30经过导向结构50的部分相应地收容于弹性导向管40内。

换而言之，舵机20设置在外壳10内，用于驱动传动拉绳30移动，从而使手指300实现屈伸。传动拉绳30收容在弹性导向管40内，与弹性导向管40一同伸出至外壳10外，弹性导向管40引导传动拉绳30伸出外壳10。导向结构50主要用于对弹性导向管40定位，以使弹性导向管40在外壳10内平滑过渡，使得弹性导向管40在空间中具一个合理的弯曲姿态以减少在手指300伸直过程中弹性导向管40引起的额外的抵抗手指300伸直的弹力。

由于传动拉绳30设于弹性导向管40内，利于机器人灵巧手100a对传动拉绳30的收纳。通过合理设置弹性导向管40在外壳20内的曲率以提升传动效率。

同时，由于所述弹性导向管40定位于所述导向结构50实现了所述弹性导向管40在所述外壳10内的平滑过渡，从而可以有效防止所述弹性导向管40在外壳10内发生滑移，从而有利于所述驱动装置200驱动的所述手指300的屈伸，能够使所述手指300实现精准的抓取和回复动作。

在本实施方式中，外壳10包括2个导向结构50，相应的，弹性导向管40也具有2个，导向结构50分别设置于外壳10的两个转角处。在其它实施方式中，也可以根据外壳10的具体结构来设计导向结构50的数量，例如，可以为3个或者4个，相应地，弹性导向管40的数量也为3个或者4个。

请同时参照图4至图7，具体地，舵机20包括驱动轴21，导向结构50包括第一导向件51。其中，第一导向件51用于提供弹性导向管40于驱动装置200内部空间的相对固定、导向。该具体实例中，第一导向件51包括第一定位部511、第二定位部512以及弯折部513。第一定位部511与第二定位部512分别自弯折部513的两端延伸。且第二定位部512的延伸方向与驱动轴21垂直，使传动拉绳30通过第二定位部512内的弹行导向管40引出后，以垂直于驱动轴21的方向连接舵机20。

在本实施方式中，弯折部513设置在外壳10的转角处，此时，第一定位部511引导弹性导向管40从第一导向件51的一端进入，第二定位部512引导弹性导向管40从第一导向件51的另一端伸出，在弯折部513的引导下，弹性导向管40从第一定位部511到第二定位部512实现平滑过渡，从而使传动拉绳30在转角处实现平滑过渡，提高传动效能。

在本实施方式中，传动拉绳30连接于舵机20的驱动轴21并沿着与驱动轴21垂直的方向延伸。第二定位部512的延伸方向与驱动轴21垂直，具体的，弹性导向管40的中心线方向对应驱动轴21连接传动拉绳30的部位，弹性导向管40具有一定的孔径，传动拉绳30沿着弹性导向管40的中心线方向穿入弹性导向管40，此时，传动拉绳30偏离弹性导向管40外壁，从而减小传动拉绳30与弹性导向管40的摩擦阻力。

一些实施方式中，可以于弹性导向管40内壁设置减少摩擦的材料，包括但不限于聚四氟乙烯，以解决传动摩擦损耗问题。

在本实施方式中，其中弯折部513呈弧形设计，使弹性导向管40在第一定位部511至第二定位部512之间实现平滑过渡，从而减小传动拉绳30在弹性导向管40内的摩擦阻力，并且可以通过合理设置弯折部513的曲率以提升传动效率。

结合图5，进一步的，第一导向件51上设有第一导向孔514，贯穿第一定位部511、弯折部513、第二定位部512。弹性导向管40穿过第一导向孔514，从而固定于第一导向件51并通过第一导向孔514的设置路径提供导向作用。外壳10上设置有第二导向孔11。第二导向孔11自外壳10的外表面延伸至外壳10内。如图4及图7，导向结构50还包括设于外壳10内第二导向件52。第二导向件52上设置有第三导向孔521，第三导向孔521分别与第一导向孔514及第二导向孔11相通。安装时，第二导向件52设于第一导向孔514与第二导向孔11之间。弹性导向管40依次经第二导向孔11、第三导向孔521、第一导向孔514由外壳10外延伸至外壳10内。可以理解的是，也可以为弹性导向管40依次经第一导向孔514、第三导向孔521及第二导向孔11延伸至外壳10之外。

在本实施方式中，弹性导向管40通过第一导向件51的第一导向孔514、第二导向件52上的第三导向孔521以及外壳10上设置的第二导向孔11共同导向，使弹性导向管40定位更加牢固、导向更加准确。其中，增加的第二导向件52以及第三导向孔521在对弹性导向管40导向的同时，能够防止弹性导向管40在延伸出第一导向件51进入第二导向孔11、或延伸出第二导向孔11进入第一导向件51之前出现滑移现象，第一导向件51、第二导向件52提供利于弹性导向管40进入、延伸出壳体10的路径，以及减小传动拉绳30的摩擦阻力，提升传动效率。

进一步的，第二导向件52还包括用于固定舵机20的固定部522，驱动轴21穿过固定部522。

也就是说，第二导向件52不仅对弹性导向管40实现导向作用，同时还可以起到固定舵机20的作用。本实施方式中，驱动轴21穿过固定部522，从而使得弹性导向管40与驱动轴21之间的距离是固定不变，从而可以有效的约束弹性导向管40相对于驱动轴21的位置以及距离，保证了弹性导向管40在外壳10内不会发生滑移，从而有利于驱动装置200驱动的手指300的屈伸，能够使手指300实现精准的抓取和回复动作。

在本实施方式中，传动拉绳30的延伸路径如下：

传动拉绳30的一端固定在舵机20的驱动轴21上并缠绕于导向轮22，传动拉绳30的另一端以垂直于舵机20的驱动轴21的方向穿入定位在第一导向件51内的弹性导向管40，随后，传动拉绳30从弹性导向管40穿出后，穿过第二导向件52的第三导向孔521，并经第二导向孔11延伸出外壳10外。

可以理解的是，延伸路径也可以为与上述路径相反的方向进入驱动装置200。

参阅图6，进一步的，舵机20设有导向轮22。导向轮22固定于驱动轴21，传动拉绳30连接于舵机20的一端定位于导向轮22，驱动轴21驱动传动拉绳30缠绕于导向轮22或者脱离导向轮22。

在本实施方式中，传动拉绳30从驱动轴21伸入弹性导向管40，并沿弹性导向管40经第三导向孔521以及第二导向孔11延伸出外壳10，整个传动拉绳30的延伸路径清晰，整个延伸路径平滑，减小了传动拉绳30与弹性导向管40的之间的摩擦阻力。

在本实施方式中，导向轮22用于对传动拉绳30的一端定位并对传动拉绳30导向，使传动拉绳30以垂直于驱动轴21的角度进入弹性导向管40内，从而有利于减小传动拉绳30与弹性导向管40的摩擦阻力。

在本实施方式中，导向轮22转动以缠绕传动拉绳30时，手指300做出屈的动作，手指300实现对物品的抓取动作。相反的，当导向轮22反向转动时，手指300在自身弹力的作用下回复做出伸的动作，例如，相邻指节间设置扭簧或拉簧提供回复力，以松开物品。

进一步的，导向轮22设有导线槽221以及定位槽222，导线槽221沿着导向轮22的圆周方向设置，定位槽222与导向槽221相通，传动拉绳30的一端定位于定位槽222内。

在本实施方式中，导向轮22转动时，导线槽221用于收容缠绕的传动拉绳30，并且可以使未被缠绕的传动拉绳30以垂直于驱动轴21的方向延伸至弹性导向管40内。其中，缠绕在导线槽221内传动拉绳30的一端线头定位于定位槽222内，可以防止导向轮22转动时，传动拉绳30线头出现脱落、滑移的情况。

进一步的，如图3，驱动装置200还包括导向板60，导向板60设置于外壳10的外侧对应于弹性导向管40由手指300伸出、未进入驱动装置200内的部分，导向板60的外表面的相对于对应的所述驱动装置200部分倾斜设置。当弹性导向管40抵持于所述导向板60的外表面并沿着导向板60的倾斜方向释放对手指300的反作用力，延伸至驱动装置100内。在手指300屈伸过程中，当手指300靠近驱动装置200运动，弹性导向管40的弯曲空间减小，当减小至手指300对弹性导向管40产生作用力时，弹性导向管40会沿导向板60的倾斜方向延伸，从而避免弹性导向管40完全抵持于驱动装置200的外壳10时产生较大的反作用力于手指300，以此避免弹性导向管40影响手指300的抓取动作。

在本实施方式中，导向板60对伸出至外壳10外的弹性导向管40，起到导向至降低反作用力于手指300的空间，释放弹性导向管40对手指300产生反作用力，有利于实现手指300对物品的精确抓取以及手指300的顺利回复动作。

以上，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种驱动装置，用于驱动机器人灵巧手的手指实现屈伸，所述驱动装置包括外壳、舵机及传动拉绳，所述舵机定位于所述外壳，所述传动拉绳的一端定位于所述手指，另一端连接所述舵机，所述舵机驱动所述传动拉绳移动以实现所述手指的屈伸，其特征在于，所述外壳包括至少一个导向结构，所述传动拉绳在所述外壳内的延伸路径经过所述导向结构，所述驱动装置还包括与所述导向结构相对应的至少一个弹性导向管，所述弹性导向管定位于所述导向结构，所述传动拉绳经过所述导向结构的部分相应地收容于所述弹性导向管内。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述舵机包括驱动轴，所述导向结构包括第一导向件，所述第一导向件包括第一定位部、第二定位部及弯折部，所述第一定位部及所述第二定位部分别自所述弯折部的两端延伸，所述弹性导向管自所述第一定位部穿过所述弯折部并延伸到所述第二定位部，所述第二定位部的延伸方向与所述驱动轴垂直。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述弯折部呈弧形。

4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一导向件设有第一导向孔，所述外壳设有第二导向孔，所述第二导向孔自所述外壳的外表面延伸至所述外壳内，所述导向结构还包括设于所述外壳内的第二导向件，所述第二导向件设于所述第一导向孔与所述第二导向孔之间，所述第二导向件设有第三导向孔，所述第三导向孔分别与所述第一导向孔及所述第二导向孔相通，所述弹性导向管的一端经过所述第一导向孔、所述第三导向孔及所述第二导向孔延伸至所述外壳之外。

5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述第二导向件还包括用于固定所述舵机的固定部，所述驱动轴穿过所述固定部。

6.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，所述舵机包括导向轮，所述导向轮固定于所述驱动轴，所述传动拉绳的另一端定位于所述导向轮，所述驱动轴驱动所述传动拉绳缠绕于所述导向轮或脱离所述导向轮。

7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述导向轮设有导线槽及定位槽，所述导线槽沿着所述导向轮的圆周方向设置，所述定位槽与所述导向槽相通，所述传动拉绳的一端定位于所述定位槽，所述传动拉绳缠绕于所述导线槽内。

8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括导向板，所述导向板设置于所述外壳的外侧对应于所述弹性导向管由所述手指伸出、未进入所述驱动装置内的部分，所述导向板的外表面的相对于对应的所述驱动装置部分倾斜设置。

9.一种机器人灵巧手，包括多个手指装置，每个所述手指装置包括手指，其特征在于，所述机器人灵巧手包括如权利要求1-8任意一项所述的驱动装置，所述驱动装置驱动所述手指实现屈伸。

10.如权利要求9所述的机器人灵巧手，其特征在于，每个所述手指装置对应设有一所述驱动装置。