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CN102862163A - 基于扭绳驱动的机器人手指 - Google Patents

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CN102862163A
CN102862163A CN2012103355317A CN201210335531A CN102862163A CN 102862163 A CN102862163 A CN 102862163A CN 2012103355317 A CN2012103355317 A CN 2012103355317A CN 201210335531 A CN201210335531 A CN 201210335531A CN 102862163 A CN102862163 A CN 102862163A
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China
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twisted string
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CN2012103355317A
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English (en)
Inventor
杨泉
张华�
张孝
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Nanchang University
Original Assignee
Nanchang University
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Publication date
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Abstract

一种基于扭绳驱动的机器人手指，它包括近指段、中指段、末指段、中指轴、末指轴、耦合连杆、扭绳转轴、扭绳、回复弹簧和电机，电机固定连接在近指段上，中指段通过中指轴连接在近指段上，末指段通过末指轴连接在中指段上，末指段和近指段通过耦合连杆相连，扭绳的一端连接在电机的转轴上，另一端通过扭绳转轴连接在中指段上，回复弹簧的两端分别连接在近指段和中指段上，回复弹簧环绕在扭绳的外围；本发明结构紧凑、体积小，驱动力大、控制准确方便，适合安装在机器人手指上。

Description

基于扭绳驱动的机器人手指
技术领域
本发明涉及一种基于扭绳驱动的机器人手指。
背景技术
 机器人手是机器人的重要组成部分，近年来成为各国学者研究的热门和重点，机器人手指的驱动方式又是影响机器人手性能和功能的重要方面，现在机器人手指的驱动方式主要分为两大类：电机驱动，液压或者气压驱动，这两类驱动方案比较各有优劣，液压或气压驱动能用较小的驱动机构产生较大的驱动力，但是为避免液压油受到污染，对环境清洁度要求高，气压驱动器工作时会产生较大噪音，更重要的是液压和气压驱动器难以精确控制驱动位移、位置和驱动力；若采用电机驱动，能较好的实现转角和力的精确控制，传感器检测和驱动电路控制电机的转角和力矩等各参数也很方便，但是受制于机器人手指尺寸不能太大，安装在机器人手指上的电机不能太大，电机驱动力就会较小，需要通过减速机构减速增力。为此，哈工大的刘宏教授带头开发了DLR线性驱动器，用蜗杆减速器，将电机的旋转运动变为驱动器的直线运动，并减速增力；哈工大的DLR线性驱动器有较小的尺寸，在较小的空间内实现电机的减速、产生很大的驱动力，但是由于采用蜗轮蜗杆减速器，驱动器有时会产生爬行现象，而且由于有齿轮间隙，正反行程会有一定误差。而目前很少有其它类型的减速增力减速器。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于扭绳驱动的机器人手指，，它具有尺寸小、驱动力大、控制准确方便的优点。
本发明是这样来实现的，它包括近指段、中指段、末指段、中指轴、末指轴、耦合连杆、扭绳转轴、扭绳、回复弹簧和电机，其特征在于电机固定连接在近指段上，中指段通过中指轴连接在近指段上，末指段通过末指轴连接在中指段上，末指段和近指段通过耦合连杆相连，扭绳的一端连接在电机的转轴上，另一端通过扭绳转轴连接在中指段上，回复弹簧的两端分别连接在近指段和中指段上，回复弹簧环绕在扭绳的外围。
本发明基于扭绳驱动的机器人手指，当电机旋转时，连接在电机转轴上的扭绳会相互缠绕，其轴向距离会变短从而拉动中指节屈曲；在中指段，扭绳末端通过扭绳转轴与其相连，当电机轴转动时，扭绳转轴可以不限制扭绳的自转；在扭绳的外部安装恢复弹簧，弹簧两端分别接触近指段和中指段，推动中指段伸张；近指段和末指段之间通过耦合连杆相连，实现中指节和末指节的耦合转动。
本发明的技术效果是：本发明采用扭绳驱动，较小尺寸的减速器就能实现较高的减速比和产生较大的驱动力，没有齿轮或者丝杠，不会产生爬行现象，没有回复间隙。将驱动手指伸张和收缩的的扭绳和回复弹簧集成在一起，结构紧凑、体积小，符合机器人手指的要求，适合安装在机器人手指上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
在图中，1、近指段  2、中指段   3、末指段  4、中指轴   5、末指轴
6、耦合连杆  7、扭绳转轴  8、扭绳  9、回复弹簧  10、电机。
具体实施方式
如图1所示，发明是这样来实现的，它包括近指段1、中指段2、末指段3、中指轴4、末指轴5、耦合连杆6、扭绳转轴7、扭绳8、回复弹簧9和电机10，电机10固定连接在近指段1上，中指段2通过中指轴4连接在近指段1上，末指段3通过末指轴5连接在中指段2上，末指段3和近指段1通过耦合连杆6相连，扭绳8的一端连接在电机10的转轴上，另一端通过扭绳转轴7连接在中指段2上，回复弹簧9的两端分别连接在近指段1和中指段2上，回复弹簧9环绕在扭绳8的外围；在安装时回复弹簧9有一初始压缩量，当未抓取或者未捏物体时，由于回复弹簧9有初始压缩量，会产生弹力使手指成伸直状态；当需要手指屈曲时，电机10旋转，带动扭绳8转动，两根扭绳8不断缠绕轴向距离变短，拉动中指段2绕着中指轴4转动，同时由于近指段1和中指段的2的相对角度发生了变化，安装于近指段1上的耦合连杆6会驱动末指段3，使末指段3相对于中指段2的相对角度也变化，末指段3的运动是绕中指轴4和绕末指轴5的转动的符合运动，实现末指段5和中指段4的耦合转动；当需要手指伸张时，电机10反向转动，释放相互缠绕的扭绳8，由于回复弹簧9的弹力作用，将推动中指段2伸张，同时由于耦合连杆6的作用，末指段3和中指段2将耦合转动伸张。

Claims (1)

1.一种基于扭绳驱动的机器人手指，它包括近指段、中指段、末指段、中指轴、末指轴、耦合连杆、扭绳转轴、扭绳、回复弹簧和电机，其特征在于电机固定连接在近指段上，中指段通过中指轴连接在近指段上，末指段通过末指轴连接在中指段上，末指段和近指段通过耦合连杆相连，扭绳的一端连接在电机的转轴上，另一端通过扭绳转轴连接在中指段上，回复弹簧的两端分别连接在近指段和中指段上，回复弹簧环绕在扭绳的外围。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130109