一種欠驅動二指抓取靈巧手及其工作方法與流程

技術領域：

本發明涉及一種欠驅動二指抓取靈巧手及其工作方法。

背景技術：
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末端夾持機械手是機器人與所需物體直接接觸的工具，屬于機器人的一種，在自動化生產中起著非常重要的作用。欠驅動靈巧手由于其結構特點，能夠使用較少的驅動器，同時驅動多個自由度，帶動手指進行抓取，與一般專用夾持器相比，具有更好的自適應性。但現有的機器人靈巧手設計結構復雜，系統控制難度較高，且生產費用巨大，極大的降低了靈巧手的實用性。

技術實現要素：
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本發明的目的在于針對以上不足之處，提供一種結構設計簡單、控制方便的欠驅動二指抓取靈巧手及其工作方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種欠驅動二指抓取靈巧手，包括基座、兩個夾持手指以及繩驅機構，所述夾持手指包括基指節、中指節以及端指節，所述基指節的一端固聯在基座上，基指節的另一端經一第一鉸接軸與中指節鉸接，所述中指節遠離基指節端經一第二鉸接軸與端指節鉸接，所述第一鉸接軸和第二鉸接軸的中部分別套設有第一滑輪和第二滑輪；所述繩驅機構包括兩個安裝在基座上的驅動電機，每一所述驅動電機的輸出端固聯有一纏線輪，所述纏線輪上纏繞有一驅動繩，所述驅動繩的伸出端依次纏繞過與其同側的第一滑輪和第二滑輪并與端指節固聯。

進一步的，所述基座的一端設置有一凸耳，兩個基指節分別經螺栓固定連接于所述凸耳的兩側，所述基座上于凸耳的旁側設有一電機倉，兩個所述驅動電機上下疊置在所述電機倉內部，兩個驅動電機的輸出軸分別穿過電機倉的兩側壁并向外延伸。

進一步的，兩個所述驅動電機均為步進電機，兩個驅動電機分別與外接控制模塊電性連接。

進一步的，所述中指節靠近基指節端設有兩個以利第一鉸接軸穿過的第一連接板，所述第一滑輪設于兩個第一連接板之間，所述第一鉸接軸與第一連接板和第一滑輪之間分別經軸承轉動連接；所述端指節靠近中指節端設有兩個以利第二鉸接軸穿過的第二連接板，所述第二滑輪設于兩個第二連接板之間，所述第二鉸接軸與第二連接板和第二滑輪之間分別經軸承轉動連接。

進一步的，所述第一鉸接軸和第二鉸接軸上分別套接有第一扭簧和第二扭簧，所述第一扭簧和第二扭簧的端部分別抵接住中指節和端指節，以提供夾持手指的張開力。

進一步的，所述端指節遠離中指節端設有一用于與驅動繩的伸出端固聯的連接軸。

進一步的，所述基指節和中指節的中部分別經螺栓安裝以利有一以利于驅動繩纏繞的繞線套筒。

進一步的，所述端指節的內側面設有防滑橡膠片。

本發明一種欠驅動二指抓取靈巧手的工作方法，工作時：控制模塊驅使兩個驅動電機同步啟動，兩個驅動電機分別帶動纏線輪旋轉并對驅動繩進行纏繞，驅動繩在纏繞過程中帶動端指節與中指節向內側彎曲，兩側的端指節夾緊物體，實現抓取物體；當需要放置物體時，控制模塊驅動兩個驅動電機同步反向旋轉，兩個驅動電機通過纏線輪對驅動繩進行放卷，驅動繩放卷過程時，第一扭簧和第二扭簧帶動中指節和端指節向外側張開，實現放置物體。

與現有技術相比，本發明具有以下效果：本發明結構簡單、設計合理，通過驅動電機的正反轉來實現驅動繩的纏繞與放卷，即可控制兩個夾持手指的夾緊與張開，進而實現取放物體，控制簡單、靈活性好。

附圖說明：

圖1是本發明實施例的結構示意圖一；

圖2是本發明實施例的結構示意圖二；

圖3是本發明實施例中驅動繩的纏繞方式示意圖。

圖中：

1-基座；101-凸耳；102-電機倉；2-基指節；3-中指節；301-第一連接板；4-端指節；401-第二連接板；5-第一鉸接軸；6-第二鉸接軸；7-第一滑輪；8-第二滑輪；9-驅動電機；10-纏線輪；11-驅動繩；12-連接軸；13-繞線套筒。

具體實施方式:

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1-2所示，本發明一種欠驅動二指抓取靈巧手，包括基座1、兩個夾持手指以及繩驅機構，所述夾持手指包括基指節2、中指節3以及端指節4，所述基指節2的一端固聯在基座1上，基指節2的另一端經一第一鉸接軸5與中指節3鉸接，所述中指節3遠離基指節2端經一第二鉸接軸6與端指節4鉸接，所述第一鉸接軸5和第二鉸接軸6的中部分別套設有第一滑輪7和第二滑輪8；所述繩驅機構包括兩個安裝在基座1上的驅動電機9，每一所述驅動電機9的輸出端固聯有一纏線輪10，所述纏線輪10上纏繞有一驅動繩11，所述驅動繩11的伸出端依次纏繞過與其同側的第一滑輪和第二滑輪并與端指節4固聯，如圖3所示；兩個驅動電機分別帶動一個纏線輪旋轉，進而拉緊驅動繩，即可實現端指節與中指節的彎曲夾緊，完成抓取物體，結構簡單、控制方便。

本實施例中，所述基座1的一端設置有一凸耳101，兩個基指節2分別經螺栓固定連接于所述凸耳101的兩側，所述基座1上于凸耳101的旁側設有一電機倉102，兩個所述驅動電機9上下疊置在所述電機倉102內部，兩個驅動電機9的輸出軸分別穿過電機倉102的兩側壁并向外延伸。

本實施例中，兩個所述驅動電機9均為步進電機，兩個驅動電機分別與外接控制模塊電性連接。

所述外接控制模塊包括控制電路板以及電池，控制電路板上使用arduino2560型控制器對步進電機進行控制。

本實施例中，所述中指節3靠近基指節端2設有兩個以利第一鉸接軸5穿過的第一連接板301，所述第一滑輪7設于兩個第一連接板301之間，所述第一鉸接軸5與第一連接板301和第一滑輪7之間分別經軸承轉動連接；所述端指節4靠近中指節3端設有兩個以利第二鉸接軸6穿過的第二連接板401，所述第二滑輪8設于兩個第二連接板401之間，所述第二鉸接軸6與第二連接板401和第二滑輪8之間分別經軸承轉動連接；軸承的設置可大大減少摩擦力，增加了轉動的順滑度，保證夾持手指的靈活轉動。

本實施例中，所述第一鉸接軸5和第二鉸接軸6上分別套接有第一扭簧和第二扭簧，所述第一扭簧和第二扭簧的端部分別抵接住中指節3和端指節4，以提供夾持手指的張開力。

本實施例中，所述端指節4遠離中指節3端設有一用于與驅動繩11的伸出端固聯的連接軸12。

所述第一鉸接軸5、第二鉸接軸6以及連接軸12均為螺栓軸，第一鉸接軸5、第二鉸接軸6以及連接軸12分別經自鎖螺母鎖緊。

本實施例中，所述基指節2和中指節3的中部分別經螺栓安裝以利有一以利于驅動繩11纏繞的繞線套筒13。

本實施例中，所述端指節4的內側面設有防滑橡膠片，增加抓取摩擦力。

本發明一種欠驅動二指抓取靈巧手的工作方法，工作時：控制模塊驅使兩個驅動電機9同步啟動，兩個驅動電機9分別帶動纏線輪10旋轉并對驅動繩11進行纏繞，驅動繩11在纏繞過程中帶動端指節4與中指節3向內側彎曲，兩側的端指節4夾緊物體，實現抓取物體；當需要放置物體時，控制模塊驅動兩個驅動電機9同步反向旋轉，兩個驅動電機9通過纏線輪10對驅動繩11進行放卷，驅動繩11放卷過程時，第一扭簧和第二扭簧帶動中指節3和端指節4向外側張開，實現放置物體。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。