CN115890716A - 一种包括附着物的手指关节、手指、机械手爪及其机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例属于机械手爪领域,涉及一种包括附着物的手指关节,包括:相邻两个关节本体、平行四连杆机构和相邻两个附着物;相邻两个附着物以预设配置方式分别设置于相邻两个关节本体;通过平行四连杆机构分别连接相邻两个关节本体,使得相邻两个关节本体可围绕行平行四连杆机构的转动轴心O转动。本申请还涉及一种手指、机械手爪及机器人系统。本申请提供的技术方案通过灵活地调整转动轴心的位置,可以更好地同时满足关节运动和附着物配置两个方面的需求。
Description
技术领域
本申请涉及机械手爪技术领域,更具体地,涉及一种包括附着物的手指关节、手指、机械手爪及其机器人。
背景技术
随着人形、机械臂等机器人的广泛应用,人们对机械手爪的灵活性提出了更高的要求。
为此,人们在手指关节本体与物体的接触或者接近面设置各种附着物,以完成相应的辅助功能,以附着物为传感器(比如:触觉传感器、压力传感器)为例,通过传感器采集与物体接触或接近等的传感数据,并将该传感数据发送给后端控制器,可以更精确地控制机械手爪完成目标动作。
然而,由于附着物往往具有一定的厚度和特定形状等,为了在各个手指关节设置附着物但又不影响手指关节运动,通常需要对现有的手指关节进行一定的结构改进,但往往这些手指关节的结构改进在适应设置附着物的同时,却对附着物自身的配置需求造成了一定的影响。比如,如图8所示,图8为现有技术提供的包括传感器的手指关节的一个实施例的框架结构示意图。相邻两个关节本体111’、112’的转动轴心O’位于两个关节本体111’、112’的两个断面之间,在相邻两个关节本体111’、112’围绕转动轴心O’旋转时,两个关节本体111’、112’的两边会发生干涉,因而不得不在两个关节本体111’、112’之间留出一些空间进行避让,但这却导致,当在相邻两个关节本体111’、112’的端面分别设置传感器13’时,传感器13’在传感数据采集过程中会存在一定的漏采或者中断,从而无法满足传感器13’需要连续采集传感数据的配置需求,进而后续对后端控制器针对传感数据进行分析产生了一定的干扰,最终使得机械手爪的控制精度可能会受到一定的影响。
发明内容
基于此,本申请提供一种包括附着物的手指关节、手指、机械手爪及其机器人,可以更好地同时满足手指关节运动和附着物配置两个方面的需求。
第一方面,本申请实施例提供一种包括附着物的手指关节,采用了如下所述的技术方案:
一种包括附着物的手指关节,包括:相邻两个关节本体、平行四连杆机构和相邻两个附着物;
所述相邻两个附着物以预设配置方式分别设置于所述相邻两个关节本体;
通过所述平行四连杆机构分别连接所述相邻两个关节本体,使得所述相邻两个关节本体可围绕所述平行四连杆机构的转动轴心O转动。
进一步的,所述平行四连杆机构包括四个连杆,所述四个连杆为第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆;
所述四个连杆依序首尾铰接以构成平行四边形结构;或,
所述四个连杆相互铰接以构成平行四边形的变形结构,通过如下结构实现:
在构成平行四边形结构的所述四个连杆中,所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端铰接;所述第三连杆与所述第一连杆平行;所述第四连杆与所述第二连杆平行;
将所述第三连杆向所述第一连杆的方向平行移动第一预设距离后,所述第三连杆的第一端与所述第一连杆的中部铰接;
将所述第四连杆向所述第二连杆的方向平行移动第二预设距离后,所述第四连杆的第一端与所述第二连杆的中部铰接。
进一步的,当所述四个连杆相互铰接以构成平行四边形的变形结构,所述通过所述平行四连杆机构分别连接相邻两个所述关节本体,使得所述相邻两个关节本体可围绕行所述平行四连杆机构的转动轴心O转动通过如下结构实现:
所述第一连杆的第二端与所述第一关节铰接;
所述第三连杆的第二端与所述第一关节铰接;
所述第二连杆的第二端与所述第二关节铰接;
所述第四连杆的第二端与所述第二关节铰接。
进一步的,所述附着物包括固定面和与所述固定面相对的端面;
所述附着物通过所述固定面设置于所述关节本体的表面;
所述平行四连杆机构的转动轴心位于相邻两个所述附着物的端面之间;或,
所述平行四连杆机构的转动轴心位于通过相邻两个所述附着物的端面之间的直线上的某一点。
进一步的,所述预设配置方式为所述相邻两个附着物的工作面对接的配置方式;和/或
所述相邻两个附着物以预设配置方式分别设置于所述相邻两个关节本体通过如下结构实现:
在所述相邻两个所述关节本体转动至夹角成180度时,所述相邻两个附着物的相对面对接并分别与所述相邻两个关节本体固定连接。
第二方面,本申请实施例提供一种手指,采用了如下所述的技术方案:
一种手指,包括:上面所述的包括附着物的手指关节和驱动机构;
所述驱动机构与所述关节本体铰接,驱动所述关节本体围绕所述转动轴心转动。
进一步的,所述驱动机构包括驱动组件和传动组件;所述传动组件包括多个相互铰接的连杆;
通过所述驱动组件带动所述传动组件中的一个连杆转动,从而带动所述传动组件中的其余连杆联动。
进一步的,所述关节本体包括:第一关节和第二关节;所述传动组件包括第一传动连杆、第二传动连杆、第三传动连杆和第四传动连杆;所述驱动机构与所述关节本体铰接,驱动所述关节本体围绕所述转动轴心转动通过如下结构实现:
所述第一传动连杆的第一端与所述驱动组件的输出端固定连接;所述第一传动连杆的第二端与所述第二传动连杆的第一端铰接;
所述第二传动连杆的第二端与所述第三传动连杆的第一端铰接;
所述第三传动连杆的第一端与所述第四传动连杆的第一端铰接;
所述第三传动连杆的第二端与所述第一关节铰接;所述第四传动连杆的第二端与所述第二关节铰接;或
所述关节本体包括:第一关节、第二关节和第三关节本体;所述传动组件包括第五传动连杆、第六传动连杆、第七传动连杆、第八传动连杆、第九传动连杆和第十传动连杆;所述驱动机构与所述关节本体铰接,驱动所述关节本体围绕所述转动轴心转动通过如下结构实现:
所述第五传动连杆的第一端与所述驱动组件的输出端固定连接;所述第五传动连杆的第二端与所述第六传动连杆的第一端铰接;
所述第六传动连杆的第二端与所述第七传动连杆的中部铰接;
所述第七传动连杆的第一端与所述第八传动连杆的第一端铰接;
所述第八传动连杆的第二端与所述第九传动连杆的中部铰接;
所述第九传动连杆的第一端与所述第十传动连杆的第一端铰接;
所述第七传动连杆的第二端与所述第三关节铰接;所述第九传动连杆的第二端与所述第一关节铰接;所述第十传动连杆的第二端与所述第二关节铰接。
第三方面,本申请实施例提供一种机械手爪,包括至少一个上面所述的手指。
第四方面,本申请实施例提供一种机器人,包括机器人本体和上面所述的机械手爪;所述机械手爪设置于所述机器人本体的执行端。
与现有技术相比,本申请实施例主要有以下有益效果:
本申请通过平行四连杆机构分别连接相邻的两个关节本体,使得相邻两个关节本体可围绕平行四连杆机构的转动轴心转动。根据实际采用的附着物的厚度或形状等因素,调整各连杆长度、连杆之间或连杆与关节本体之间的连接位置等,可以灵活调整平行四连杆机构的转动轴心相对于手指关节的位置,因此可以更灵活地同时满足手指关节运动和附着物配置两个方面的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的包括传感器的两个手指关节第一状态下的一个实施例的框架结构示意图;
图2为图1提供的包括传感器的两个手指关节第二状态下的一个实施例的框架结构示意图;
图3为本申请提供的包括传感器的两个手指关节第一状态下的另一个实施例的框架结构示意图;
图4为本申请提供的手指第二状态下的一个实施例的框架结构示意图;
图5为本申请提供的手指第一状态下的另一个实施例的框架结构示意图;
图6为图5提供的手指第二状态下的一个实施例的侧面结构示意图;
图7为本申请提供的平行四连杆机构的一个实施例的框架结构示意图;
图8为现有技术提供的包括传感器的手指关节的一个实施例的框架结构示意图。
附图标记:10手指;11手指关节;12平行四连杆机构;13附着物;14驱动组件;111第一关节;112第二关节;121第一连杆;122;第二连杆;123第三连杆;124第四连杆;123’原第三连杆;124’原第四连杆;131固定面;132端面;141第一传动连杆;142第二传动连杆;143第三传动连杆;144第四传动连杆;145驱动组件;241第五传动连杆;242第六传动连杆;243第七传动连杆;244第八传动连杆;245第九传动连接;246第十传动连杆;O转动轴心;N直线。
具体实施方式
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申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
除非另有定义,本文中提及某一个结构件“固定于”、“固定连接”另一个结构件等类似描述,包括两个结构件之间预制成一体或者通过居中件固定连接等的固定方式。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1和图2所示,图1为本申请提供的包括传感器的两个手指关节第一状态下的一个实施例的框架结构示意图;图2为图1提供的包括传感器的两个手指关节第二状态下的一个实施例的框架结构示意图。
本申请实施例提供一种包括附着物的手指关节,该手指关节包括:相邻两个关节本体11、平行四连杆机构12和相邻两个附着物13。
相邻两个附着物13以预设配置方式分别设置于相邻两个关节本体11。
在本申请实施例中,上述相邻两个附着物13的预设配置方式可以根据附着物种类和实现功能等的不同而设置,比如:可以为两个附着物的工作面对接的配置方式(后面实施例会有进一步详细地说明);或两个附着物成某个预设角度的配置方式。
通常附着物可以设置于关节本体的表面,除此之外,也可以部分嵌入关节本体内等等;附着物通常固定于关节本体,除此之外,也可以根据需要采用弹性连接、可转动连接等方式设置于关节本体;附着物可以设置于关节本体的一侧,也可以根据需要设置于关节本体的两侧或者更多侧等等,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,上述关节本体的数量可以根据需要采用2个或者2个以上。附着物根据需要可以为任意物体,比如:传感器、摩擦垫(比如:用于抓取物体时提供摩擦阻力)、柔性部件(比如:用于抓取物体时提供柔性作用力等)。附着物可以设置于手指的每个关节本体,也可以设置于其中部分关节本体。为方便理解,本申请实施例主要以附着物13为传感器13为例进行详细说明。
传感器可以为现在已有或将来开发的各种类型的传感器,比如:压力传感器、触觉传感器或接近传感器。
通过平行四连杆机构12分别连接相邻两个关节本体11,使得相邻两个关节本体11可围绕行平行四连杆机构12的转动轴心O转动。
其中,平行四连杆机构包括四个连杆,四个连杆通过铰接的方式连接以构成平行四边形结构或者平行四边形的变形结构,后面实施例会有进一步详细说明,从而使得任意相邻两边可以二者的铰接轴为转动轴心进行转动。
基于平行四连杆上述结构原理,通过该平行四连杆机构12分别连接相邻的两个关节本体111、112,可以带动相邻两个关节本体11围绕平行四连杆机构12的某个转动轴心O转动,根据实际采用的附着物的厚度或形状等因素,调整各连杆长度、连杆之间或连杆与关节本体之间的连接位置等,可以灵活调整平行四连杆机构12的转动轴心O相对于手指关节的位置,因此可以综合关节运动和附着物配置需求两个方面的考虑因素,预先灵活设计能同时满足上述要求的转动轴心位置。比如:如图1所示,转动轴心O位于相邻两个附着物13的端面之间;或者,如图3所示,图3为本申请提供的包括传感器的两个手指关节第一状态下的另一个实施例的框架结构示意图,转动轴心O位于通过相邻两个附着物13的端面之间的直线N上的某一点。
本申请通过平行四连杆机构分别连接相邻的两个关节本体,使得相邻两个关节本体可围绕平行四连杆机构的转动轴心转动。根据实际采用的附着物的厚度或形状等因素,调整各连杆长度、连杆之间或连杆与关节本体之间的连接位置等,可以灵活调整平行四连杆机构的转动轴心相对于手指关节的位置,因此可以更灵活地同时满足手指关节运动和附着物配置两个方面的需求。
如图7所示,图7为本申请提供的平行四连杆机构的一个实施例的框架结构示意图。
在一个实施例中,该平行四连杆机构的四个连杆依序首尾铰接以构成平行四边形结构(简称“原平行四连杆机构”)。
示例性的,如图7所示,原平行四连杆机构包括第一连杆121、第二连杆122、原第三连杆123’和原第四连杆124’,其中,第一连杆121与原第三连杆123’平行设置,第二连杆122与原第四连杆124’平行,且四个连杆彼此首尾铰接,该四连杆机构的任意相邻两边可以铰接轴为转动中心,围绕该转动中心转动,比如,原第三连杆123’和原第四连杆124’可以围绕转动轴心O转动。
在另一个实施例中,四个连杆相互铰接以构成平行四边形的变形结构,具体可以通过如下结构实现:
在可构成平行四边形结构的四个连杆中,第一连杆的第一端与第二连杆的第一端铰接;第三连杆与第一连杆平行;第四连杆与第二连杆平行;
将第三连杆向第一连杆的方向平行移动第一预设距离后,第三连杆的第一端与第一连杆的中部铰接;
将第四连杆向第二连杆的方向平行移动第二预设距离后,第四连杆的第一端与第二连杆的中部铰接。
示例性的,继续如图7所示,第一连杆121和第二连杆122位置不变,而将原第三连杆123’由原位置向第一连杆所在方向平行移动第一预设距离得到移位后的第三连杆123,该第三连杆123与第二连杆的中部铰接;将原第四连杆124’由原位置向第二连杆所在方向平行移动第二预设距离得到移位后的第四连杆124,该第四连杆124与第二连杆的中部铰接。
其中,上述第一连杆121的中部可以是指第一连杆121除两个端部外,位于两端部之间的任意位置;同理,第二连杆122的中部可以是指第二连杆122除两个端部外,位于两端部之间的任意位置。
需要说明的是,上述第一预设距离和第二预设距离不做限定,可以根据手指关节的实际厚度、连杆长度等等综合因素结合实际需要进行适应性调整,通常第一预设距离和第二预设距离相同,但某些情况下也可以不同。平行四连杆机构中在保证上述基础连接结构不变的情况下,也可以对每个连杆的形状做任意适应性改变;另外,根据附着物的厚度或形状等的不同,可以适应性调整各个连杆的长度或铰接位置等,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例的平行四边形的变形结构,可以得到与平行四边形结构等效的结果,因此相邻两个关节本体通过该平行四连杆机构连接后,仍然可以围绕第三连杆和第四连杆铰接处的转动轴心O转动;另外,通过对该平行四连杆机构进行变形,可以使得转动轴心O位于整个平行四连杆机构的外部,形成偏心效果,利用该偏心效果,后续通过与关节本体配合可以实现某些特定有益效果(比如,满足设置某些附着物的配置需求)。
继续如图1和图2所示,进一步的,在一个实施例中,基于上述平行四连杆机构,上述“通过平行四连杆机构分别连接相邻两个关节本体,使得相邻两个关节本体可围绕行平行四连杆机构的转动轴心O转动”可以通过如下连接方式实现:
第一连杆121的第二端与第一关节111铰接;
第三连杆123的第二端与第一关节121铰接;
第二连杆122的第二端与第二关节122铰接;
第四连杆124的第二端与第二关节122铰接。
本申请实施例中,通过对该平行四连杆机构进行变形,可以使得转动轴心O位于整个平行四连杆机构的外部,形成偏心效果,再将各个连杆的自由端分别与第一关节111和第二关节112铰接,从而可以使得相邻两个关节本体11之间的转动轴心O位于关节本体外,因此可以在关节本体表面和转动轴心之间设置具有一定厚度的附着物,而该附着物的存在不会阻碍相邻两个关节之间的转动,比如,在图1和图2所示的第一状态和第二状态下,附着物13不会对相邻两个关节11的转动构成任何阻碍。
继续如图1和图2所示,进一步的,在一个实施例中,基于上面实施例所述的变形后的平行四连杆机构,当相邻两个关节本体11对应转动轴心O一侧的表面设置附着物13时,可以预先设计使得该转动轴心O位于相邻两个附着物13的工作面之间。
本申请实施例通过将转动轴心正好贴着附着物的工作面设置,即保证附着物不会对关节本体的运动构成障碍;另外,不会因为转动轴心与附着物工作面之间留存空间而造成该部分空间的浪费,尽量节省空间,减小手指关节的体积。
可以理解的是,上述“工作面之间”并不是一个关于某个点的精确位置,其往往代表的是一个范围,为实现本实施例的目的,围绕相邻两个附着物的工作面之间一定范围内的位置,都属于本申请保护的范围。
在一个实施例中,上述预设配置方式可以为两个附着物的工作面对接的配置。为方便理解,以附着物13为传感器13为例,该传感器13包括固定面131和与固定面相对的端面132,该端面也即传感器用于采集传感数据的工作面。相邻两个传感器13通过固定面分别固定于相邻两个关节本体11,使得该转动轴心O位于相邻两个附着物13的端面之间。
本申请实施例通过预先设计使得该转动轴心O位于相邻两个传感器13的工作面,这样无论手指关节如何转动,相邻两个传感器13都不会对手指关节的运动构成阻碍,因此可以根据传感器的配置需求,在相邻两个关节本体11的表面设置端面连续对接配置的传感器13,从而使得传感器可以连续采集传感数据。
继续如图1所示,在一个实施例中,上述“相邻两个附着物以预设配置方式分别设置于相邻两个关节本体”通过如下结构实现:
在相邻两个关节本体11转动至夹角成180度的第一状态时,相邻两个附着物13的相对面对接并分别与相邻两个关节本体11固定连接。
示例性的,可以使得平行四连杆机构12的转动轴心O位于相邻两个传感器13的端面之间,只需将相邻两个手指本体转动至夹角成180度,然后以相邻两个传感器13的相对面对接的状态分别固定于相邻两个关节本体11的表面,从而使得相邻两个附着物以工作面对接的配置方式分别设置于相邻两个关节本体。
本申请实施例通过采用上述结构可以高效完成附着物的配置和安装。
如图4所示,图4为本申请提供的手指第一状态下的一个实施例的框架结构示意图。
基于上面实施例所述的包括传感器的手指关节,本申请实施例还提供一种手指10。该手指10包括驱动机构14和上述包括传感器的手指关节。
驱动机构14与手指关节11固定连接,以驱动手指关节11围绕转动轴心O转动。
需要说明的是,上述驱动机构可以根据需要采用各种现在已有或将来开发的可驱动手指转动的驱动结构。
如图4所示,在一个实施例中,驱动机构14包括驱动组件146和传动组件;传动组件包括多个相互铰接的连杆,通过驱动组件带动其中一个连杆运动,进而带动其余连杆联动,以驱动各个手指关节运动。
本申请实施例中,通过采用基于传动组件构建的驱动机构,可以节省驱动组件的数量,进而减小手指的体积和生产成本。
继续如图4所示,进一步的,在一个实施例中,上述关节本体11包括:第一关节111和第二关节112。
驱动机构14包括驱动组件145和传动组件;传动组件包括:第一传动连杆141、第二传动连杆142、第三传动连杆143和第四传动连杆144。
第一传动连杆141的第一端与驱动组件145的输出端固定连接;第二端与第二传动连杆142的第一端铰接。
第二传动连杆142的第二端与第三传动连杆143的第一端铰接。
第三传动连杆143的第一端与第四传动连杆144的第一端铰接。
第三传动连杆143的第二端与第一关节111铰接。
第四传动连杆144的第二端与第二关节112铰接。
通过驱动组件145驱动第一传动连杆141转动,带动第二传动连杆142、第三传动连杆143和第四传动连杆144联动,进而带动与各传动件铰接的第一关节111和第二关节112围绕轴心O转动。
进一步,在一个实施例中,上述第二传动连杆142的第二端、第三传动连杆143的第一端铰接和第四传动连杆144的第一端之间可以通过同一枢轴实现铰接。
进一步,在一个实施例中,上述关节本体11还包括:第三关节113。上述驱动组件145可以与第三关节113固定连接成为一体,因此第三关节相对第一关节和第二关节位置相对固定。
具体地,上驱动组件可以包括直驱马达,或者由马达和减速器共同组成的驱动部件。
需要说明的是,上述传动连杆的造型可以根据需要采用任意的连接和结构方式,只要能够驱动手指关节围绕转动轴心O转动,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例中,通过一个驱动组件带动上述四个连杆进而带动两个手指关节运动,用较少数量的驱动组件和连杆可以驱动两个手指关节转动,节省驱动组件的数量,进而减小手指的体积和生产成本。
示例性的,继续如图4所示,第一传动连杆141可以为一条形连杆141;第二传动连杆142可以为一条形连杆142:第三传动连杆143可以为一条形连杆143;第四传动连杆143可以为一直角形连杆144。驱动连杆145可以为一条形连杆145。
通过采用上述形状的连杆,相对其他结构的连杆可以使得手指整体造型更加简洁、占用空间更小、重量更轻以及成产成本更低。
如图5和图6所示,图5为本申请提供的手指第一状态下的另一个实施例的框架结构示意图;图6为图5提供的手指第二状态下的一个实施例的侧面结构示意图。
在另一个实施例中,上述关节本体11包括:第一关节111、第二关节112和第三关节113。
驱动机构14包括驱动组件145和传动组件;传动组件包括:第五传动连杆241、第六传动连杆242、第七传动连杆243、第八传动连杆244、第九传动连杆245和第十传动连杆246。
第五传动连杆241的第一端与驱动组件145的输出端固定连接;第二端与第六传动连杆242的第一端铰接。
第六传动连杆242的第二端与第七传动连杆243的中部铰接。
第七传动连杆243的第一端与第八传动连杆244的第一端铰接。
第八传动连杆244的第二端与第九传动连杆245的中部铰接。
第九传动连杆245的第一端与第十传动连杆246的第一端铰接。
第七传动连杆243的第二端与第三关节113铰接。
第九传动连杆245的第二端与第一关节111铰接。
第十传动连杆246的第二端与第二关节112铰接。
本申请实施例通过驱动组件145驱动第五传动连杆241转动,带动第六传动连杆242、第七传动连杆243、第八传动连杆244、第九传动连杆245和第十传动连杆246联动,进而带动与各传动件铰接的第一关节111、第二关节112和第三关节113围绕轴心O转动。
示例性的,继续如图5和图6所示,第五传动连杆241、第六传动连杆242、第七传动连杆243、第八传动连杆244和第十传动连杆246可以分别为一条形连杆;第九传动连杆245可以为一直角形连杆144,比如,上面实施例提到的第九传动连杆245的中部可以为该直角处。
需要说明的是,上面实施例所述的中部,可以为该连杆除两端外中间需要的任意位置。
通过采用上述形状的连杆,相对其他结构的连杆可以使得手指整体造型更加简洁、占用空间更小、重量更轻以及成产成本更低。
基于上面实施例所述的手指,本申请实施例还提供一种机械手爪(省略附图),该机械手爪包括上面实施例所述的一个或者多个手指。
本申请通过平行四连杆机构分别连接相邻的两个关节本体,使得相邻两个关节本体可围绕平行四连杆机构的转动轴心转动。根据实际采用的附着物的厚度或形状等因素,调整各连杆长度、连杆之间或连杆与关节本体之间的连接位置等,可以灵活调整平行四连杆机构的转动轴心相对于手指关节的位置,因此可以更灵活地同时满足手指关节运动和附着物配置两个方面的需求,从而有助于机械手爪更好地完成目标任务。
基于上面实施例所述的机械手爪,本申请实施例还提供一种机器人(省略附图),机器人包括机器人本体和上面实施例所述的机械手爪。
机器人手爪设置在机器人本体的执行端,用于执行抓取、移动目标物等动作。
需要说明的是,上述机器人可以为现在已有或将来开发的任何机器人,比如:人形机器人或者工业机械手,本申请不做限定。
本申请通过平行四连杆机构分别连接相邻的两个关节本体,使得相邻两个关节本体可围绕平行四连杆机构的转动轴心转动。根据实际采用的附着物的厚度或形状等因素,调整各连杆长度、连杆之间或连杆与关节本体之间的连接位置等,可以灵活调整平行四连杆机构的转动轴心相对于手指关节的位置,因此可以更灵活地同时满足手指关节运动和附着物配置两个方面的需求,从而有助于提高机器人更好地完成目标任务。
显然,以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例,附图中给出了本申请的较佳实施例,但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现,相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来而言,其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理在本申请专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种包括附着物的手指关节,其特征在于,包括:相邻两个关节本体、平行四连杆机构和相邻两个附着物;
所述相邻两个附着物以预设配置方式分别设置于所述相邻两个关节本体;
通过所述平行四连杆机构分别连接所述相邻两个关节本体,使得所述相邻两个关节本体可围绕所述平行四连杆机构的转动轴心O转动。
2.根据权利要求1所述的包括附着物的手指关节,其特征在于,所述平行四连杆机构包括四个连杆,所述四个连杆为第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆;
所述四个连杆依序首尾铰接以构成平行四边形结构;或,
所述四个连杆相互铰接以构成平行四边形的变形结构,通过如下结构实现:
在构成平行四边形结构的所述四个连杆中,所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端铰接;所述第三连杆与所述第一连杆平行;所述第四连杆与所述第二连杆平行;
将所述第三连杆向所述第一连杆的方向平行移动第一预设距离后,所述第三连杆的第一端与所述第一连杆的中部铰接;
将所述第四连杆向所述第二连杆的方向平行移动第二预设距离后,所述第四连杆的第一端与所述第二连杆的中部铰接。
3.根据权利要求2所述的包括附着物的手指关节,其特征在于,当所述四个连杆相互铰接以构成平行四边形的变形结构,所述通过所述平行四连杆机构分别连接相邻两个所述关节本体,使得所述相邻两个关节本体可围绕行所述平行四连杆机构的转动轴心O转动通过如下结构实现:
所述第一连杆的第二端与所述第一关节铰接;
所述第三连杆的第二端与所述第一关节铰接;
所述第二连杆的第二端与所述第二关节铰接;
所述第四连杆的第二端与所述第二关节铰接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的包括附着物的手指关节,其特征在于,所述附着物包括固定面和与所述固定面相对的端面;
所述附着物通过所述固定面设置于所述关节本体的表面;
所述平行四连杆机构的转动轴心位于相邻两个所述附着物的端面之间;或,
所述平行四连杆机构的转动轴心位于通过相邻两个所述附着物的端面之间的直线上的某一点。
5.根据权利要求1-3任一项所述的包括附着物的手指关节,其特征在于,所述预设配置方式为所述相邻两个附着物的工作面对接的配置方式;和/或
所述相邻两个附着物以预设配置方式分别设置于所述相邻两个关节本体通过如下结构实现:
在所述相邻两个所述关节本体转动至夹角成180度时,所述相邻两个附着物的相对面对接并分别与所述相邻两个关节本体固定连接。
6.一种手指,其特征在于,包括:权利要求1-5任一项所述的包括附着物的手指关节和驱动机构;
所述驱动机构与所述关节本体铰接,驱动所述关节本体围绕所述转动轴心转动。
7.根据权利要求6所述的手指,其特征在于,所述驱动机构包括驱动组件和传动组件;所述传动组件包括多个相互铰接的连杆;
通过所述驱动组件带动所述传动组件中的一个连杆转动,从而带动所述传动组件中的其余连杆联动。
8.根据权利要求7所述的手指,其特征在于,所述关节本体包括:第一关节和第二关节;所述传动组件包括第一传动连杆、第二传动连杆、第三传动连杆和第四传动连杆;所述驱动机构与所述关节本体铰接,驱动所述关节本体围绕所述转动轴心转动通过如下结构实现:
所述第一传动连杆的第一端与所述驱动组件的输出端固定连接;所述第一传动连杆的第二端与所述第二传动连杆的第一端铰接;
所述第二传动连杆的第二端与所述第三传动连杆的第一端铰接;
所述第三传动连杆的第一端与所述第四传动连杆的第一端铰接;
所述第三传动连杆的第二端与所述第一关节铰接;所述第四传动连杆的第二端与所述第二关节铰接;或
所述关节本体包括:第一关节、第二关节和第三关节本体;所述传动组件包括第五传动连杆、第六传动连杆、第七传动连杆、第八传动连杆、第九传动连杆和第十传动连杆;所述驱动机构与所述关节本体铰接,驱动所述关节本体围绕所述转动轴心转动通过如下结构实现:
所述第五传动连杆的第一端与所述驱动组件的输出端固定连接;所述第五传动连杆的第二端与所述第六传动连杆的第一端铰接;
所述第六传动连杆的第二端与所述第七传动连杆的中部铰接;
所述第七传动连杆的第一端与所述第八传动连杆的第一端铰接;
所述第八传动连杆的第二端与所述第九传动连杆的中部铰接;
所述第九传动连杆的第一端与所述第十传动连杆的第一端铰接;
所述第七传动连杆的第二端与所述第三关节铰接;所述第九传动连杆的第二端与所述第一关节铰接;所述第十传动连杆的第二端与所述第二关节铰接。
9.一种机械手爪,其特征在于,包括至少一个权利要求6-8任一项所述的手指。
10.一种机器人,其特征在于,包括机器人本体和权利要求9所述的机械手爪;所述机械手爪设置于所述机器人本体的执行端。
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