【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于仿人机器人领域，具体涉及面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构。
技术介绍
1、人手是大自然创造出的完美工具，在仿人形机器人领域，仿人灵巧手具有多个多关节手指，能够适应多种抓取和操作任务，可以安装在机械臂末端成为其灵巧的操作工具或作为人类义肢使用，具有重大的社会应用价值。
2、现有技术仅对仿人手完成指尖抓取和包络抓取物体展开了研究，围绕仿人手抓取功能，设计不同关节数和驱动的仿人手，主要有为降低制造成本而设计的具有包络抓取物体功能的少关节欠驱动仿人手和为实现精确抓取物体而设计的全驱动仿人灵巧手，具体来说，目前的机械仿人手操作的“手指”主要功能为稳定地“夹持”预定物品至三维预定位置点，通过机械臂或者第七轴将预定物品移动至预定的位置点。
3、但是上述操作方式操作方式在实施中暴露出如下不足：1、占用较大空间的机械臂或者第七轴不仅需要额外较大的空间及较大的能量供给，从而明显不利于小空间工况的较佳实施、并且能源成本及空间成本均较高；2、机械臂或者第七轴为运动机构，其也埋下了人身伤害的隐患；3、若需移动预定物品的移动路径为多个时，需要较为复杂的软件实现，也使得成本提升。
4、以上仿人手设计未对仿人手协同操作物体的多模式运动展开研究，仿人手不具备操作物体进行多模式运动功能，在不改变仿人手结构的情况下，仿人手无法操作物体在多个预定的轨迹上运动，为实现类人手对物体灵巧操作功能，仿人手应能够操作物体进行多模式运动。
技术实现思路
1、针对现有
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案为：
3、面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，用于对预定物品进行捏持，其特征在于，包括仿掌基架，第一指运动链，包括相耦合的两个近掌旋转副，及多个对应人指关节的第一指关节旋转副，第一指运动链通过近掌旋转副耦合设置在仿掌基架上，并且多个第一指关节旋转副的旋转轴线具有至少两个不同的延伸方向，第二指运动链，包括多个对应人指关节的第二指关节旋转副，第二指运动链通过一个第二指关节旋转副与仿掌基架耦合，多个第二指关节旋转副的旋转轴线具有至少两个不同的延伸方向，并且第一指运动链的自由端和第二指运动链的自由端通过相互靠近并分别压紧预定物品的表面，从而对预定物品形成夹持，其中，将夹持有预定物品的第一指运动链和第二指运动链作为多模态可切换连杆机构，将第一指关节旋转副、第二指关节旋转副以及近掌旋转副均作为机构旋转副，多模态可切换连杆机构通过多个机构旋转副的动作形成过渡模态姿态和多个捏持运动模态，当多模态可切换连杆机构形成过渡模态姿态时，所有第一指关节旋转副的旋转轴线的中心和至少一个第二指关节旋转副的旋转轴线的中心共线，并且至少一个第一指关节旋转副和所有第二指关节旋转副均处于奇异位形，并且多模态可切换连杆机构处于奇异位形，当多模态可切换连杆机构形成过渡模态姿态时，通过预定的机构旋转副的动作，多模态可切换连杆机构在不同的两个捏持运动模态进行切换，并且当多模态可切换连杆机构以不同的捏持运动模态运行时，多模态可切换连杆机构的运动方式不同。
4、优选地，本专利技术的机构旋转副均由驱动电机和设置在驱动电机的连杆构件组成，并且相邻两个机构旋转副通过连杆构件耦合，位于第一指运动链的自由端的连杆构件和位于第二指运动链的自由端的连杆构件通过压紧预定物品的表面，从而形成对预定物品的夹持。
5、进一步地，多个近掌旋转副的旋转轴线具有两个延伸方向，两个延伸方向均水平延伸且相互垂直，多个第一指关节旋转副和多个第二指关节旋转副的旋转轴线均具有两个延伸方向，相邻的两个第一指关节旋转副的旋转轴线的延伸方向不同；相邻的两个第二指关节旋转副的旋转轴线的延伸方向不同。
6、更进一步地，近掌旋转副分别为第一指根旋转副和第二指根旋转副，第一指关节旋转副的数量为三个，分别为第一根关节旋转副、第一中关节旋转副以及第一末关节旋转副，第二指关节旋转副的数量为三个，分别为第二根关节旋转副、第二中关节旋转副以及第二末关节旋转副，第一指根旋转副设置在仿掌基座上，第一指根旋转副和第二指根旋转副的连杆构件分别为第一指根连杆和第二指根连杆，第一根关节旋转副设置在第二指根连杆上，第一根关节旋转副、第一中关节旋转副以及第一末关节旋转副的连杆构件分别为第一根关节连杆、第一中关节连杆以及第一末关节连杆，第二根关节旋转副设置在仿掌基座上，第二根关节旋转副、第二中关节旋转副以及第二末关节旋转副的连杆构件分别为第二根关节连杆、第二中关节连杆以及第二末关节连杆，将第二指根旋转副与第二根关节旋转副直线间隔距离拟合成仿掌间隔连杆，仿掌间隔连杆、第二指根连杆、第一根关节连杆、第一中关节连杆以及第二根关节连杆长度相等，第二中关节连杆等于第二根关节连杆的一半，并且当第一末关节连杆和第二末关节连杆夹持预定物品时且两个关节连杆呈直线时，将预定物品在第一末关节连杆、第二末关节连杆之间占据的夹持间隔作为夹持长度，第一末关节连杆、第二末关节连杆以及夹持长度等于第二中关节连杆。
7、更进一步地，捏持运动模态为平面4r运动模态、正交bricard运动模态以及面对称6r运动模态，当多模态可切换连杆机构处于平面4r运动模态时，多模态可切换连杆机构进行平面连杆运动，第一根关节旋转副、第一末关节旋转副、第二根关节旋转副、第二末关节旋转副均进行转动，旋转轴线互相平行且与运动所在平面垂直，并且第一根关节旋转副、第一末关节旋转副以及第二末关节旋转副的转角均分别为第二根关节旋转副的转角的函数；当多模态可切换连杆机构处于正交bricard运动模态时，多模态可切换连杆机构进行空间连杆运动，第二指根旋转副、第一根关节旋转副、第一中关节旋转副、第一末关节旋转副、第二根关节旋转副以及第二中关节旋转副均进行转动，第一根关节旋转副、第一末关节旋转副以及第二根关节旋转副的转角相同，第二指根旋转副、第一中关节旋转副以及第二中关节旋转副的转角相同，且第二指根旋转副、第一根关节旋转副、第一中关节旋转副、第一末关节旋转副以及第二中关节旋转副的转角均分别为第二根关节旋转副的转角的函数；当多模态可切换连杆机构处于面对称6r运动模态时，多模态可切换连杆机构进行空间连杆运动，第一末关节连杆与第一中关节连杆平行，第二指根旋转副、第一根关节旋转副、第一中关节旋转副、第二根关节旋转副、第二中关节旋转副以及第二末关节旋转副均进行转动，第一根关节旋转副的转角等于第二根关节旋转副的转角，第一中关节旋转副的转角等于第二中关节旋转副的转角，且第二指根旋转副、第一根关节旋转副、第一中关节旋转副、第二中关节旋转副以及第二末关节旋转副均分别为第二根关节旋转副的转角的函数。
8、更进一步地，处于过渡模态姿态的多模态可切换连杆机构与仿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，用于对预定物品进行捏持，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，用于对预定物品进行捏持，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的面向被抓取物体多模式运动的仿人手两指抓取多模式机构，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的面向被抓取物体多...
【专利技术属性】
技术研发人员：杭鲁滨，陈哲，迟永琳，张寅五，侯江梅，沈帅，秦鹏程，谢宇航，张梓扬，贺伟，杨威，何帛衍，周小龙，王明远，陈一波，蒋常伟，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：
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