齿轮柔性件传动平夹自适应机器人手指装置的制造方法_2

文档序号:9820543阅读:来源:国知局
,63—第三过渡齿轮, 611 —第一中间轴, 621 —第二中间轴,
[0039]631 —第三中间轴,10 —第二传动轮,11 一柔性传动件, 12—凸块拨盘,
[0040]13—第一簧件,14 一驱动器(电机), 141 一减速器,142 —第一锥齿轮,
[0041 ]143 —第二维齿轮,144 一过渡齿轮轴, 145—第一带轮,146—第二带轮,
[0042]147—传动带,17 —物体, 18—限位凸块,19 一第二簧件;
[0043]M—本实施例抓取物体时靠向物体的一侧,简称前方;
[0044]N—本实施例抓取物体时离开物体的一侧,简称后方。
【具体实施方式】
[0045]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。
[0046]本发明设计的齿轮柔性件传动平夹自适应机器人手指装置的一种实施例,如图1至图10所示,包括基座1、第一指段2、第二指段3、近关节轴4、远关节轴5和驱动器14;所述驱动器14与基座I固接;所述近关节轴4的中心线与远关节轴5的中心线平行。本实施例还包括传动机构、第一齿轮6、第二齿轮7、齿轮组8、第一传动轮9、第二传动轮10、柔性传动件11、凸块拨盘12、第一簧件13、第二簧件19和限位凸块18;所述近关节轴4活动套设在基座I中;所述远关节轴5活动套设在第一指段2中;所述第一指段2套固在近关节轴4上;所述第二指段3套固在远关节轴5上;所述传动机构设置在基座I中;所述驱动器14的输出轴与传动机构的输入端相连;所述传动机构的输出端与第一齿轮6相连;所述第一齿轮6活动套接在近关节轴4上,所述第二齿轮7套接在远关节轴5上,第二齿轮7与第二指段3固接;所述齿轮组8安装在第一指段2中,所述齿轮组8包括多个相啮合的齿轮,所述齿轮组8的输入齿轮与第一齿轮6啮合,所述齿轮组的输出齿轮与第二齿轮7相啮合;所述第一传动轮活动套接在近关节轴上;所述第二传动轮套接在远关节轴上,第二传动轮与第二指段固接;定义抓取物体的一侧为该齿轮柔性件传动平夹自适应机器人手指装置的前方(图5和图6中标记M的一侧),相对的另一侧即远离抓取物体的那一侧为该装置的后方(图5和图6中标记N的一侧)。
[0047]本发明所述的齿轮柔性件传动平夹自适应机器人手指装置,其特征在于,所述柔性传动件依次从前方或后方缠绕经过第一传动轮,穿过第一指段,从前方或后方缠绕经过第二传动轮;所述第二柔性件分别在第一传动轮、第二传动轮上的同一侧缠绕,即第二柔性件使第一传动轮到第二传动轮的传动(相对于第一指段)是同向传动。本实施例中,所述柔性传动件11依次从后方(图5和图6中标记N的一侧)缠绕经过第一传动轮9,穿过第一指段2,从后方(图5和图6中标记N的一侧)缠绕经过第二传动轮10。
[0048]本实施例中,所述柔性传动件11采用传动带、腱绳或链条,所述第一传动轮9采用带轮、绳轮或链轮,所述第二传动轮10采用带轮、绳轮或链轮,所述柔性传动件6、第一传动轮9和第二传动轮10三者之间配合形成带轮传动关系、绳轮传动关系或链轮传动关系;所述凸块拨盘12活动套接在近关节轴4上,所述凸块拨盘12与第一传动轮9固接;所述限位凸块18与基座I固接;所述凸块拨盘12与限位凸块18相接触或离开一段距离;设第一指段2靠向物体17的转动方向为近关节正方向(如图8中的顺时针方向),第一指段2远离物体17的转动方向为近关节反方向;在该齿轮柔性件传动平夹自适应机器人手指装置处于初始状态(如图8所示的伸直状态)时,凸块拨盘12与限位凸块18接触,设此时凸块拨盘12相对基座I的旋转角度为O度(如图16所示),从该位置开始,凸块拨盘12朝近关节正方向旋转时(小于180度)的转动角度为正,凸块拨盘12朝近关节反方向旋转时(小于180度)的转动角度为负;所述限位凸块18限制凸块拨盘12的转动角度只能为正,即凸块拨盘12只能沿着如图17所示的箭头指示方向转动。所述第一簧件13的两端分别连接柔性传动件11的一端和基座I;第一簧件13拉紧柔性传动件11,所述柔性传动件11的另一端与第二指段3固接;所述第二簧件19的两端分别连接第二指段3和第一指段2(如图5所示);第二簧件19使第二指段3靠向拉紧柔性传动件11的方向;设第二指段3绕远关节轴5的中心线靠向物体17的转动方向为远关节正方向,第二指段3绕远关节轴5的中心线离开物体17的转动方向为远关节反方向,本实施例中,由于柔性传动件11从后方缠绕第二传动轮10,因此,第二簧件19使第二指段3靠向远关节正方向。通过齿轮组8的传动,从第一齿轮6到第二齿轮7的传动是同向传动,且传动比小于I,即为增速传动;第一传动轮9的传动半径与第二传动轮10的传动半径相等;所述传动半径为传动的有效半径,对于带轮或链轮来说就是节圆半径,对于绳轮来说就是缠绕腱绳的圆弧半径。
[0049]本发明所述的齿轮柔性件传动平夹自适应机器人手指装置,其特征在于:所述驱动器14采用电机、气缸或液压缸。所述第一簧件采用拉簧、压簧、片簧或扭簧。所述第二簧件采用拉簧、压簧、片簧或扭簧。本实施例中,所述驱动器14采用电机;所述第一簧件13采用拉簧;所述第二簧件19采用拉簧。
[0050]本实施例还包括2个过渡滑轮81和2个对应的过渡滑轮轴82;每个所述过渡滑轮81套接在对应的过渡滑轮轴82上;所述第一过渡滑轮轴、第二过渡滑轮轴分别套设在第一指段2中;所述柔性传动件11分别缠绕经过第一过渡滑轮和第二过渡滑轮。第一过渡滑轮和第二过渡滑轮的设置有利于加大柔性传动件11在第一传动轮9、第二传动轮10上的缠绕经过的弧长,还可以减少传动摩擦,获得更好的传动效果。
[0051 ]本实施例中,所述齿轮组8包括第一过渡齿轮61、第二过渡齿轮62、第三过渡齿轮63、第一中间轴611、第二中间轴621和第三中间轴631;所述第一中间轴611、第二中间轴621和第三中间轴631分别套设在第一指段2中,所述第一过渡齿轮61与第一齿轮6啮合,所述第一过渡齿轮61与第二过渡齿轮62啮合,所述第二过渡齿轮62与第三过渡齿轮63啮合,所述第三过渡齿轮63与第二齿轮7啮合,所述第一过渡齿轮61套接在第一中间轴611上,所述第二过渡齿轮62套接在第二中间轴621上,所述第三过渡齿轮63套接在第三中间轴631上。
[0052]本实施例中,所述基座I包括固接在一起的基座前板111、基座后板112、基座左侧板113、基座右侧板114、基座表面板115和基座底板116。本实施例中,所述第一指段2包括固接在一起的第一指段骨架21、第一指段左侧板22、第一指段右侧板23、第一指段表面板24、第一指段前板25和第一指段后板26。
[0053]本实施例中,所述传动机构包括减速器141,第一锥齿轮142、第二锥齿轮143、过渡齿轮轴144、第一带轮145、第二带轮146和传动带147;所述电机14的输出轴与减速器141的输入轴相连,所述第一锥齿轮142套固在减速器141的输出轴上,所述第二锥齿轮143套固在过渡齿轮轴144上,所述第一锥齿轮142与第二锥齿轮143啮合;所述过渡齿轮轴144套设在基座I中,所述第一带轮145套固在过渡齿轮轴144上,所述第二带轮146活动套接在近关节轴4上,所述第二带轮146与第一齿轮6固接,所述传动带147连接第一带轮145和第二带轮146,所述传动带147、第一带轮145和第二带轮146形成带轮传动关系,所述传动带呈“O”字形。
[0054]本实施例还采用了若干轴承83、若干套筒84、若干螺钉85和若干销钉86等零件,属于公知常用技术,不赘述。
[0055]本实施例的工作原理,结合附图11至图23,叙述如下:
[0056]凸块拨盘12转角与第二指段3运动的关系介绍如下:
[0057]本实施例中,将初始位置设置为手指伸直的状态(如图11所示)。(也可以将初始位置设置为其他位置。)
[0058]a)当凸块拨盘12的旋转角度为O度时(如图19所示),由于凸块拨盘12与第一传动轮9固接,所以第一传动轮9相对基座I的位置不变,由于第一传动轮9与第二传动轮10的传动半径相等(即两者转角相同,传动比为I),无论第一指段2处于何位置,第二传动轮10始终与第一传动轮9保持同一角度,在柔性传动件11的作用下,第二传动轮10相对基座I的只进行平移运动而不会旋转,由于第二传动轮10与第二指段3固接,所以第二指段3相对基座I只进行平移运动而不会旋转。
[0059]b)当凸块拨盘12的旋转角度为正时,由于第一传动轮9与第二传动轮10的传动半径相等(即两者转角相同,传动比为I),在柔性传动件11的作用下,第二传动轮10的旋转角度等于凸块拨盘12的转角。
[0060]当本实施例抓取物体17时,驱动器14通过传动机构的传动,使得第一齿轮6正转,第一齿轮6相对基座I的转角为α。在齿轮组8的作用下,第一齿轮6相对第一指段2的转角与第二齿轮7相对第一指段2的转角有一定比例的关系。设从第一齿轮6通过齿轮组8传动到第二齿轮7的传动比为i,该传动比是第一齿轮6的转速(相对于第一指段2)与第二齿轮7的转速(相对于第
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