专利名称：耦合式三关节机器人手指装置的制作方法
技术领域：
本发明属于拟人机器人技术领域，特别涉及一种耦合式三关节机器人手指装置的结构设计。
背景技术：
与人类似，拟人机器人的多数功能要通过手部操作来实现，因而手部结构是拟人机器人 的重要组成部分，其设计是拟人机器人的关键技术之一。人手在抓取常见物体时绝大多数情况下是同时弯曲多个手指关节去抓取物体的。这种同 时弯曲各关节的动作模式称为"耦合"抓取模式。例如，当人手从侧面横向抓取(握持)一 个小直径竖放的圆柱形物体时，食指、中指、无名指和小指呈现出类似的弯曲特点，故仅以 食指为例说明，此时食指的第一、二、三关节均有一定角度的弯曲转动，而且三个关节是同 时弯曲的，这种耦合效果在多数抓取中都非常有用。但是目前机械手如果采用欠驱动手指机构，是做不到这一点的，欠驱动手指只能在弹簧 约束下伸直整个手指绕着第一关节(在手指根部)转动，当第一指段碰触到物体时才能"激 发"第二关节(在手指中部)克服弹簧约束而转动，当第二指段碰触物体时才激发第三指段 (末端指段)绕第三关节转动，这种手指不适合以捏持方式抓取小直径物体，在抓取物体时 做不到以稳定可靠的手指末端接触物体并且各关节呈现出弯曲姿态，而这种方式恰恰是人手 常用抓取模式，耦合式多关节机械手指就能做到这一点，即在弯曲到任意角度位置均可以保 持稳定，此时手指末端如果接触物体，则抓住了物体，手指呈现出非常拟人化的弯曲手势。 这样的机械手不仅适合用于拟人机器人使用，也适合用于残疾人作为假手使用。已有的一种耦合式多关节机械手指装置(日本发明专利JP2004-130405A)，包括基座、第 一指段、第二指段、第三指段、电机、第一齿轮传动机构、第一带轮传动机构、第二齿轮传 动机构和第二带轮传动机构等。该装置采用齿轮传动机构和带轮传动机构综合设计了由一个 电机驱动多个关节耦合转动的机构，可以作为机器人手的一个手指使用。该装置的不足之处 为齿轮传动存在传动间隙，不利于远距离传动，齿轮制造成本高，制造安装精度要求高。 发明内容本发明的目的是针对已有技术的不足之处，提供一种耦合式三关节机器人手指装置，该 装置可以实现耦合式三关节手指弯曲抓取物体的效果，无传动间隙问题，可以较远距离传动， 结构简单、抓取稳定可靠、成本低，便于安装维护，体积小巧、重量轻，控制容易，外形与 抓取动作与人手相似，适合作为手指用于拟人机器人手。本发明的技术方案如下本发明所述的一种耦合式三关节机器人手指装置，包括基座、电机、近关节轴、第一指 段、中关节轴、第二指段、远关节轴和末端指段；所述的电机与基座固接，所述的电机输出轴与第一指段相连；所述的近关节轴套设在基座中，所述的第一指段套接在近关节轴上；所 述的中关节轴套设在第一指段中，所述的第二指段套接在中关节轴上，中关节轴和近关节轴 相互平行；所述的远关节轴套设在第二指段中，所述的末端指段套接在远关节轴上，远关节 轴和中关节轴互相平行； 其特征在于该耦合式三关节机器人手指装置还包括第一过渡轴、第二过渡轴、第一主动轮、第一从 动轮、第一传动件、第二传动件、第二主动轮、第二从动轮、第三传动件、第三主动轮、第 三从动轮、第四传动件、第五传动件、第四主动轮、第四从动轮和第六传动件；所述的第一过渡轴套设在第一指段中，第一过渡轴与近关节轴平行；所述的第二过渡轴 套设在第二指段中，第二过渡轴与中关节轴平行；所述的近关节轴上套设有第一主动轮；所述的第一过渡轴上套设有第一从动轮和第二主 动轮；所述的中关节轴上套设有第二从动轮和第三主动轮；所述的第二过渡轴上套设有第三 从动轮和第四主动轮；所述的远关节轴上套设有第四主动轮；所述的第一传动件缠绕在第一主动轮和第一从动轮上并成"Z"字形，第一传动件的两端分 别与第一主动轮和第一从动轮固接；所述的第二传动件缠绕在第一主动轮和第一从动轮上并 成"S"字形，第二传动件的两端分别与第一主动轮和第一从动轮固接，第一传动件和第二传动 件交叉成"8"字形；所述的第三传动件连接第二主动轮和第二从动轮；所述的第四传动件缠 绕在第三主动轮和第三从动轮上并成"Z"字形，第四传动件的两端分别与第三主动轮和第三从 动轮固接；所述的第五传动件缠绕在第三主动轮和第三从动轮上并成"S"字形，第五传动件的 两端分别与第三主动轮和第三从动轮固接，第四传动件和第五传动件交叉成"8"字形；所述 的第六传动件连接第四主动轮和第四从动轮；所述的第一主动轮与基座固接；所述的第一从动轮与所述的第二主动轮固接；所述的第 二从动轮与第二指段固接；所述的第三主动轮与第一指段固接；所述的第三从动轮与第四主 动轮固接；所述的第四从动轮与末端指端固接。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的电机输出轴通过传动 机构与第一指段相连。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第一传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，第一传动件两端分别固接有第一端块、第二端块；所述的第二传动件 采用平带、齿形带、腱绳或链条，第二传动件两端分别固接有第三端块、第四端块；所述的 第一主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第一从动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮， 所述的第一传动件、第一主动轮和第一从动轮三者之间能够配合形成传动关系，所述的第二 传动件、第一主动轮和第一从动轮三者之间能够配合形成传动关系；所述的第一端块镶嵌固 定在第一主动轮的槽内，所述的第二端块镶嵌固定在第一从动轮的槽内；所述的第三端块镶 嵌固定在第一主动轮的槽内，所述的第四端块镶嵌固定在第一从动轮的槽内。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第三传动件采用平带、6齿形带、腱绳或链条，所述的第二主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第二从动轮 采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第三传动件、第二主动轮和第二从动轮三者之间能够 配合形成传动关系。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第四传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，第四传动件两端分别固接有第五端块、第六端块；所述的第五传动件 采用平带、齿形带、腱绳或链条，第五传动件两端分别固接有第七端块、第八端块；所述的 第三主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第三从动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮， 所述的第四传动件、第三主动轮和第三从动轮三者之间能够配合形成传动关系，所述的第五 传动件、第三主动轮和第三从动轮三者之间能够配合形成传动关系；所述的第五端块镶嵌固 定在第三主动轮的槽内，所述的第六端块镶嵌固定在第三从动轮的槽内；所述的第七端块镶 嵌固定在第三主动轮的槽内，所述的第八端块镶嵌固定在第三从动轮的槽内。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第六传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，所述的第四主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第四从动轮 采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第六传动件、第四主动轮和第四从动轮三者之间能够 配合形成传动关系。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述传动机构包括传动轴、 第五主动轮、第五从动轮和第七传动件；所述的传动轴套设在基座中，传动轴与电机输出轴 相连；所述的第五主动轮套固在传动轴上，所述的第五从动轮套接在近关节轴上，第五从动 轮与第一指段固接，所述的第七传动件连接第五主动轮和第五从动轮。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第七传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，所述的第五主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第五从动轮 采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第七传动件、第五主动轮和第五从动轮三者之间能够 配合形成传动关系。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的电机采用减速电机。 本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的传动机构采用一套蜗 轮蜗杆传动机构。本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果本发明装置利用电机、两套"8"字形绳轮和平行带轮传动机构等综合实现了手指三关节耦合弯曲抓取物体的特殊效果，该装置无传动间隙问题，可以较远距离传动，结构简单、抓取稳定可靠、成本低，便于安装维护，体积小巧、重量轻，控制容易，外形与抓取动作与人手相似，特别适合作为手指用于拟人机器人手。
图1是本发明提供的耦合式三关节机器人手指装置的实施例的正面外观图。 图2是所示实施例的左侧视图。 图3是所示实施例的A-A剖视图。7图4是所示实施例的B-B的剖视图。图5是本实施例的第一传动件、第二传动件、第一主动轮、第一从动轮、近关节轴、第 一过渡轴、第一端块、第二端块、第三端块、第四端块的位置示意。图6是本实施例的第四传动件、第五传动件、第三主动轮、第三从动轮、中关节轴、第 二过渡轴、第五端块、第六端块、第七端块、第八端块的位置示意图7、图8、图9、图10、图11是本实施例抓握物体过程示意。图12是本实施例所有传动机构立体图。图13是本实施例的外观立体图。在图1至图13中1 —-基座，2 —-电机，3 —-传动轴，4 —-近关节轴，5 —第一指段，6—第--过渡轴，7—-中关节轴，8 —-第二指段，9一第:二过渡轴，10-远关节轴，li--末端指段，13一物体，21.-蜗杆，as-_蜗轮，31.-第五主动轮32--第五从动轮，33--第二主动轮，34--第二从动轮35--第四主动轮，36--第四从动轮，41-第一主动轮42--第一从动轮，43--第三主动轮，44--第三从动轮51--第七传动件，52--第三传动件，53--第六传动件61-第一传动件，62--第二传动件，63-第四传动件64--第五传动件，71一第一端块，72-一第二端块，73--第三端块，74--第四端块，75--第五端块，76.—第六端块。77--第七端块，78.—第八端块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步详细介绍本发明的具体结构、工作原理的内容。本发明设计的一种耦合式三关节机器人手指装置的一种实施例，如图l、图2、图3、图 4、图5所示，包括基座l、电机2、近关节轴4、第一指段5、中关节轴7、第二指段8、远 关节轴10和末端指段11;所述的电机l与基座2固接，所述的电机输出轴与第一指段5相 连；所述的近关节轴4套设在基座1中，所述的第一指段5套接在近关节轴4上；所述的中 关节轴7套设在第一指段5中，所述的第二指段8套接在中关节轴7上，中关节轴7和近关 节轴4相互平行；所述的远关节轴10套设在第二指段8中，所述的末端指段11套接在远关 节轴10上，远关节轴10和中关节轴7互相平行。本实施例还包括第一过渡轴6、第二过渡轴9、第一主动轮41、第一从动轮42、第一传 动件61、第二传动件62、第二主动轮33、第二从动轮34、第三传动件52、第三主动轮43、 第三从动轮44、第四传动件63、第五传动件64、第四主动轮35、第四从动轮36和第六传动 件53;本实施例中，第一主动轮41套设在近关节轴4上，第一主动轮41与基座1固接；所述
的第一过渡轴6套设在第一指段5中，第一过渡轴6与近关节轴4平行；所述的第一从动轮 42套接在第一过渡轴6上；所述的第一传动件61缠绕在第一主动轮41和第一从动轮42上 并成"Z"字形，第一传动件61的两端分别与第一主动轮41、第一从动轮42固接；所述的第 二传动件62缠绕在第一主动轮41和第一从动轮42上并成"S"字形，第二传动件62的两端分 别与第一主动轮41、第一从动轮42固接，第一传动件61和第二传动件62交叉成"8"字形； 所述的第二主动轮33套设在第一过渡轴6上，第二主动轮33与第一从动轮42固接，所述的 第二从动34轮套接在中关节轴7上，第二从动轮34与第二指段8固接，所述的第三传动件 52连接第二主动轮33和第二从动轮34;
本实施例中，第三主动轮43套设在中关节轴7上，第三主动轮43与第一指段5固接； 所述的第二过渡轴9套设在第二指段8中，第二过渡轴9与中关节轴8平行；所述的第三从 动轮44套接在第二过渡轴9上；所述的第四传动件63缠绕在第三主动轮43和第三从动轮 44上并成"Z"字形，第四传动件63的两端分别与第三主动轮43、第三从动轮44固接；所述 的第五传动件64缠绕在第三主动轮43和第三从动轮44上并成"S"字形，第五传动件64的两 端分别与第三主动轮43、第三从动轮44固接，第四传动件63和第五传动件64交叉成"8" 字形；所述的第四主动轮35套设在第二过渡轴9上，第四主动轮35与第三从动轮44固接， 所述的第四从动轮36套接在远关节轴10上，第四从动轮36与末端指段11固接，所述的第 六传动件53连接第四主动轮35和第四从动轮36。
本实施例中，所述的电机输出轴通过传动机构与第一指段5相连。
本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第一传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，第一传动件两端分别固接有第一端块、第二端块；所述的第二传动件 采用平带、齿形带、腱绳或链条，第二传动件两端分别固接有第三端块、第四端块；所述的 第一主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第一从动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮， 所述的第一传动件、第一主动轮和第一从动轮三者之间能够配合形成传动关系，所述的第二 传动件、第一主动轮和第一从动轮三者之间能够配合形成传动关系；所述的第一端块镶嵌固 定在第一主动轮的槽内，所述的第二端块镶嵌固定在第一从动轮的槽内；所述的第三端块镶 嵌固定在第一主动轮的槽内，所述的第四端块镶嵌固定在第一从动轮的槽内。
本实施例中，所述的第一传动件61采用腱绳，第一传动件两端分别固接有第一端块71、 第二端块72;所述的第二传动件62采用腱绳，第二传动件两端分别固接有第三端块73、第 四端块74;所述的第一主动轮41采用带绳轮，所述的第一从动轮42采用绳轮，所述的第一 传动件61、第一主动轮41和第一从动轮42三者之间能够配合形成传动关系，所述的第二传 动件62、第一主动轮41和第一从动轮42三者之间能够配合形成传动关系；所述的第一端块 71镶嵌固定在第一主动轮41的槽内，所述的第二端块72镶嵌固定在第一从动轮42的槽内； 所述的第三端块73镶嵌固定在第一主动轮41的槽内，所述的第四端块74镶嵌固定在第一从 动轮42的槽内。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第三传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，所述的第二主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第二从动轮 采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第三传动件、第二主动轮和第二从动轮三者之间能够 配合形成传动关系。
本实施例中，所述的第三传动件52采用平带，所述的第二主动轮33采用带轮，所述的 第二从动轮34采用带轮，所述的第三传动件52、第二主动轮33和第二从动轮34三者之间 能够配合形成传动关系。
本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第四传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，第四传动件两端分别固接有第五端块、第六端块；所述的第五传动件 采用平带、齿形带、腱绳或链条，第五传动件两端分别固接有第七端块、第八端块；所述的 第三主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第三从动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮， 所述的第四传动件、第三主动轮和第三从动轮三者之间能够配合形成传动关系，所述的第五 传动件、第三主动轮和第三从动轮三者之间能够配合形成传动关系；所述的第五端块镶嵌固 定在第三主动轮的槽内，所述的第六端块镶嵌固定在第三从动轮的槽内；所述的第七端块镶 嵌固定在第三主动轮的槽内，所述的第八端块镶嵌固定在第三从动轮的槽内。
本实施例中，所述的第四传动件63采用腱绳，第四传动件63两端分别固接有第五端块 75、第六端块76;所述的第五传动件64采用腱绳，第五传动件64两端分别固接有第七端块 77、第八端块78;所述的第三主动轮43采用绳轮，所述的第三从动轮44采用绳轮，所述的 第四传动件63、第三主动轮43和第三从动轮44三者之间能够配合形成传动关系，所述的第 五传动件63、第三主动轮43和第三从动轮44三者之间能够配合形成传动关系；所述的第五 端块75镶嵌固定在第三主动轮43的槽内，所述的第六端块76镶嵌固定在第三从动轮44的 槽内；所述的第七端块77镶嵌固定在第三主动轮43的槽内，所述的第八端块78镶嵌固定在 第三从动轮44的槽内。
本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第六传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，所述的第四主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第四从动轮 采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第六传动件、第四主动轮和第四从动轮三者之间能够 配合形成传动关系。
本实施例中，所述的第六传动件53采用平带，所述的第四主动轮35采用带轮，所述的 第四从动轮36采用带轮，所述的第六传动件53、第四主动轮35和第四从动轮36三者之间 能够配合形成传动关系。
本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于该传动机构包括传动轴3、 第五主动轮31、第五从动轮32和第七传动件51;所述的传动轴3套设在基座中1，传动轴3 与电机输出轴相连；所述的第五主动轮31套固在传动轴3上，所述的第五从动轮32套接在 近关节轴4上，第五从动轮32与第一指段5固接，所述的第七传动件51连接第五主动轮31 和第五从动轮32。本发明所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第七传动件采用平带、 齿形带、腱绳或链条，所述的第五主动轮采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第五从动轮 采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第七传动件、第五主动轮和第五从动轮三者之间能够 配合形成传动关系。
本实施例中，所述的第七传动51件采用平带，所述的第五主动轮31采用带轮，所述的
第五从动轮32采用带轮，所述的第七传动件51、第五主动轮31和第五从动轮32三者之间 能够配合形成传动关系。
本实施例中，所述的电机2采用减速电机。
本实施例中，所述的传动机构包括一套蜗轮22、蜗杆21传动机构。 本实施例的工作原理，如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图ll、图12，叙述如下 该装置的初始位置如图5、图9所示，此时第一指段5、第二指段8和末端指段11与基 座1呈一直线，即相当于人的手指伸直的状态。当使用装有本发明提供的耦合式三关节机器 人手指装置的机器人手抓取物体13时，电机2的输出轴转动，通过蜗杆21带动固接有蜗轮 22的传动轴3转动，使第五主动轮31转动。第五主动轮31通过第七传动件51带动第五从 动轮32转动。第五从动轮32与第一指段5固接，于是第一指段5绕近关节轴4转动。
当第一指段5转动时，第一从动轮42也绕近关节轴4转动。第一主动轮41固接在基座l 上。在转动过程中，第一传动件61被拉紧，拉动第一从动轮42绕第一过渡轴6转动。
第二主动轮33与第一从动轮42固接，绕第一过渡轴6转动。第二主动轮33通过第三传 动件52带动第二从动轮34转动。第二从动轮34与第二指段8固接，于是第二指段8绕中关 节轴7转动。
当第二指段转动时，第三从动轮44也绕中关节轴7转动。第三主动轮固接在第一指段5 上。在转动过程中，第四传动件63被拉紧，拉动第三从动轮44绕第二过渡轴9转动。
第四主动轮34与第三从动轮45固接，绕第二过渡轴9转动。第四主动轮35通过第六传 动件53带动第四从动轮36转动。第四从动轮36与末端指段11固接，于是末端指段11绕远 关节轴IO转动。
本发明装置利用电机、两套"8"字形绳轮和平行带轮传动机构等综合实现了手指三关节 耦合弯曲抓取物体的特殊效果，该装置无传动间隙问题，可以较远距离传动，结构简单、抓 取稳定可靠、成本低，便于安装维护，体积小巧、重量轻，控制容易，外形与抓取动作与人 手相似，特别适合作为手指用于拟人机器人手。
权利要求
1、一种耦合式三关节机器人手指装置，包括基座(1)、电机(2)、近关节轴(4)、第一指段(5)、中关节轴(7)、第二指段(8)、远关节轴(10)和末端指段(11)；所述的电机与基座固接，所述的电机输出轴与第一指段(5)相连；所述的近关节轴(4)套设在基座中，所述的第一指段(5)套接在近关节轴(4)上；所述的中关节轴(7)套设在第一指段(5)中，所述的第二指段(8)套接在中关节轴(7)上，中关节轴(7)和近关节轴(4)相互平行；所述的远关节轴(10)套设在第二指段(8)中，所述的末端指段(11)套接在远关节轴(10)上，远关节轴(10)和中关节轴(7)互相平行；其特征在于该耦合式三关节机器人手指装置还包括第一过渡轴(6)、第二过渡轴(9)、第一主动轮(41)、第一从动轮(42)、第一传动件(61)、第二传动件(62)、第二主动轮(33)、第二从动轮(34)、第三传动件(52)、第三主动轮(43)、第三从动轮(44)、第四传动件(63)、第五传动件(64)、第四主动轮(35)、第四从动轮(36)和第六传动件(53)；所述的第一过渡轴(6)套设在第一指段(5)中，第一过渡轴(6)与近关节轴(4)平行；所述的第二过渡轴(9)套设在第二指段(8)中，第二过渡轴(9)与中关节轴(7)平行；所述的近关节轴(4)上套设有第一主动轮(41)；所述的第一过渡轴(6)上套设有第一从动轮(42)和第二主动轮(33)；所述的中关节轴(7)上套设有第二从动轮(34)和第三主动轮(43)；所述的第二过渡轴(9)上套设有第三从动轮(44)和第四主动轮(35)；所述的远关节轴(10)上套设有第四主动轮(35)；所述的第一传动件(61)缠绕在第一主动轮(41)和第一从动轮(42)上并成“Z”字形，第一传动件(61)的两端分别与第一主动轮(41)和第一从动轮(42)固接；所述的第二传动件(62)缠绕在第一主动轮(41)和第一从动轮(42)上并成“S”字形，第二传动件(62)的两端分别与第一主动轮(41)和第一从动轮(42)固接，第一传动件(61)和第二传动件(62)交叉成“8”字形；所述的第三传动件(52)连接第二主动轮(33)和第二从动轮(34)；所述的第四传动件(63)缠绕在第三主动轮(43)和第三从动轮(44)上并成“Z”字形，第四传动件(63)的两端分别与第三主动轮(43)和第三从动轮(44)固接；所述的第五传动件(64)缠绕在第三主动轮(43)和第三从动轮(44)上并成“S”字形，第五传动件(64)的两端分别与第三主动轮(43)和第三从动轮(44)固接，第四传动件(63)和第五传动件(64)交叉成“8”字形；所述的第六传动件(53)连接第四主动轮(35)和第四从动轮(36)；所述的第一主动轮(41)与基座(1)固接；所述的第一从动轮(42)与所述的第二主动轮(33)固接；所述的第二从动轮(34)与第二指段(8)固接；所述的第三主动轮(43)与第一指段(5)固接；所述的第三从动轮(44)与第四主动轮(35)固接；所述的第四从动轮(36)与末端指段(11)固接。
2、 如权利要求1所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的电机输出轴 通过传动机构与第一指段(5)相连。
3、 如权利要求1所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第一传动件(61)采用平带、齿形带、腱绳或链条，第一传动件(61)两端分别固接有第一端块(71)和第二端块(72);所述的第二传动件(62)采用平带、齿形带、腱绳或链条，第二传动件(62)两端分别固 接有第三端块(73)和第四端块(74);所述的第一主动轮(41)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所 述的第一从动轮(42)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第一传动件(61)、第一主动轮(41) 和第一从动轮(42)三者之间能够配合形成传动关系，所述的第二传动件(62)、第一主动轮(41) 和第一从动轮(42)三者之间能够配合形成传动关系；所述的第一端块(71)镶嵌固定在第一主动 轮(41)的槽内，所述的第二端块(72)镶嵌固定在第一从动轮(42)的槽内；所述的第三端块(73) 镶嵌固定在第一主动轮(41)的槽内，所述的第四端块(74)镶嵌固定在第一从动轮(42)的槽内。
4、 如权利要求1所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第三传动件(52) 采用平带、齿形带、腱绳或链条，所述的第二主动轮(33)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮， 所述的第二从动轮(34)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第三传动件(52)、第二主动轮(33) 和第二从动轮(34)三者之间能够配合形成传动关系。
5、 如权利要求1所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第四传动件 (63)采用平带、齿形带、腱绳或链条，第四传动件(63)两端分别固接有第五端块(75)和第六端 块(76);所述的第五传动件(64)采用平带、齿形带、腱绳或链条，第五传动件(64)两端分别固 接有第七端块(77)和第八端块(78);所述的第三主动轮(43)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所 述的第三从动轮(44)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第四传动件(63)、第三主动轮(43) 和第三从动轮(44)三者之间能够配合形成传动关系，所述的第五传动件(64)、第三主动轮(43) 和第三从动轮(44)三者之间能够配合形成传动关系；所述的第五端块(75)镶嵌固定在第三主动 轮(43)的槽内，所述的第六端块(76)镶嵌固定在第三从动轮(44)的槽内；所述的第七端块(77) 镶嵌固定在第三主动轮(43)的槽内，所述的第八端块(78)镶嵌固定在第三从动轮(44)的槽内。
6、 如权利要求1所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第六传动件(53) 采用平带、齿形带、腱绳或链条，所述的第四主动轮(35)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮， 所述的第四从动轮(36)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第六传动件(53)、第四主动轮(35) 和第四从动轮(36)三者之间能够配合形成传动关系。
7、 如权利要求2所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述传动机构包括 传动轴。)、第五主动轮(31)、第五从动轮(32)和第七传动件(51);所述的传动轴套设在基座(l) 中，传动轴与电机(2)输出轴相连；所述的第五主动轮(31)套固在传动轴上，所述的第五从动 轮(32虔接在近关节轴(4)上，第五从动轮(32)与第一指段(5)固接，所述的第七传动件(51)连接 第五主动轮(31)和第五从动轮(32)。
8、 如权利要求7所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的第七传动件 (51)采用平带、齿形带、腱绳或链条，所述的第五主动轮(31)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮， 所述的第五从动轮(32)采用带轮、齿轮、绳轮或链轮，所述的第七传动件(51)、第五主动轮(31) 和第五从动轮(32)三者之间能够配合形成传动关系。
9、 如权利要求1所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的电机(2)通 过减速器与传动机构相连。
10、如权利要求2所述的耦合式三关节机器人手指装置，其特征在于所述的传动机构 采用一套蜗轮蜗杆传动机构。
全文摘要
耦合式三关节机器人手指装置，属于拟人机器人技术领域。该手指装置包括基座、电机、近关节轴、第一指段、中关节轴、第二指段、远关节轴、末端指段、两个过渡轴、两套“8”字形轮式传动机构、两套平行轮式传动机构等。该装置利用电机、两套“8”字形绳轮和平行带轮传动机构等综合实现了手指三关节耦合弯曲抓取物体的特殊效果，该装置无传动间隙问题，可以较远距离传动，结构简单、抓取稳定可靠、成本低，便于安装维护，体积小巧、重量轻，控制容易，外形与抓取动作与人手相似，特别适合作为手指用于拟人机器人手。
文档编号B25J15/08GK101633170SQ20091008999
公开日2010年1月27日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者张文增, 黄振奇 申请人:清华大学