專利名稱：機(jī)器人手和具有該機(jī)器人手的人形機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種機(jī)器人手和具有該機(jī)器人手的人形機(jī)器人。更具體地說， 人手的人形機(jī)器人。
背景技術(shù)：
通常，機(jī)器人是自動執(zhí)行任何工作或操作并在多個領(lǐng)域替代或幫助人類 的機(jī)器。在機(jī)器人中，工業(yè)機(jī)器人具有最高的實用性。工業(yè)機(jī)器人實現(xiàn)生產(chǎn) 線的自動操作和無人操作以提高生產(chǎn)力，并代替人類執(zhí)行危險工作，因此有 助于保護(hù)人類免受工業(yè)災(zāi)難。
似的運動的人形機(jī)器人。人形機(jī)器人按照與一般工業(yè)機(jī)器人的方式相同的方 式負(fù)責(zé)各種工業(yè)領(lǐng)域并用于執(zhí)行對于人類來說困難的各種工作。人形機(jī)器人 的最大優(yōu)點是在日常生活中與人類一同存在并且友好地為人類提供各種服務(wù) 而不是替代人類。因此，在日常生活中，為了允許人形機(jī)器人與人類和諧地 協(xié)作，已經(jīng)在努力地開展對安全和準(zhǔn)確地抓住各種物體的機(jī)器人手的研究。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一方面是提供一種機(jī)器人手以及具有該機(jī)器人手的人形 機(jī)器人，所述機(jī)器人手通過扭矩限制器調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)的彎曲角度，以獲得對手指 單元的細(xì)微控制。
根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供一種機(jī)器人手，該機(jī)器人手包括基部單元， 設(shè)置有致動器；至少一個手指單元，安裝在基部單元上；多個桿構(gòu)件，設(shè)置 在所述至少一個手指單元的每個中；多個關(guān)節(jié)，用于連接所述多個桿構(gòu)件； 多個動力傳遞構(gòu)件，通過從致動器傳輸?shù)膭恿⑺龆鄠€關(guān)節(jié)彼此連接；扭 矩限制器，設(shè)置在所述多個關(guān)節(jié)中的任意一個上，并限制所述任意一個關(guān)節(jié) 的彎曲，將所述多個關(guān)節(jié)中的另 一個與所述任意一個關(guān)節(jié)連接。所述多個桿構(gòu)件可包括連接到基部單元的第一桿構(gòu)件、連接到第一桿構(gòu) 件的第二桿構(gòu)件和連接到第二桿構(gòu)件的第三桿構(gòu)件，并且扭矩限制器可包括 固定到第 一桿構(gòu)件以調(diào)節(jié)所述任意一個關(guān)節(jié)的彎曲角度的殼體。
在所述殼體的外周表面上可形成多個凹槽，并且在所述第一^f構(gòu)件的內(nèi) 周表面上可形成與所述多個凹槽接合的多個肋，以防止第一桿構(gòu)件相對于殼 體的相對旋轉(zhuǎn)。
所述多個關(guān)節(jié)可包括連接基部單元和第一桿構(gòu)件的第一關(guān)節(jié)、連接第一 桿構(gòu)件和第二桿構(gòu)件的第二關(guān)節(jié)和連接第二桿構(gòu)件和第三桿構(gòu)件的第三關(guān) 節(jié)，并且所述第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)可分別包括第一帶4侖、第二帶 輪和第三帶輪，并且所述第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)與致動器相連接。
扭矩限制器可包括與第 一帶輪同軸地設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸。
所述多個動力傳遞構(gòu)件可包括連接第一帶輪和第二帶輪的第一動力傳遞 構(gòu)件以及連接第二帶輪和第三帶輪的第二動力傳遞構(gòu)件，并且第一動力傳遞 構(gòu)件和第二動力傳遞構(gòu)件可按照不同的方式纏繞。
第二動力傳遞構(gòu)件可按照X形的形式纏繞在第二帶輪和第三帶輪之間。 第一動力傳遞構(gòu)件和第二動力傳遞構(gòu)件可分別包括第一皮帶和第二皮帶。
當(dāng)物體接觸到第 一桿構(gòu)件并且將特定值或更大值的反作用力施加到第一 桿構(gòu)件時，扭矩限制器可被操作，因此第一桿構(gòu)件可停止，旋轉(zhuǎn)軸可按照與
所述殼體之間滑動的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)，因此第一帶輪可旋轉(zhuǎn)；第二帶輪和第二桿構(gòu) 件可與第一帶輪的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)地旋轉(zhuǎn)，因此第二關(guān)節(jié)的彎曲角度可改變；第 三帶輪和第三桿構(gòu)件可與第二桿構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)地旋轉(zhuǎn)，因此第三關(guān)節(jié)的 彎曲角度可改變。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種人形機(jī)器人，其具有軀干以及連接到所 述軀干的機(jī)器人手，所述機(jī)器人手包括基部單元，設(shè)置有致動器；至少一 個手指單元，安裝在基部單元上；第一桿構(gòu)件、第二桿構(gòu)件和第三^N勾件， 設(shè)置在所述至少一個手指單元的每個中；第一關(guān)節(jié)，連接基部單元和第一桿 構(gòu)件；第二關(guān)節(jié)，連接第一桿構(gòu)件和第二桿構(gòu)件；第三關(guān)節(jié)，連4妻第二桿構(gòu) 件和第三桿構(gòu)件；第一帶輪，設(shè)置在第一關(guān)節(jié)上并且接收致動器的動力；第 二帶輪，設(shè)置在第二關(guān)節(jié)上并且連接到第一帶輪；第三帶輪，設(shè)置的第三關(guān) 節(jié)上并且連接到第二帶輪；多個動力傳遞構(gòu)件，通過致動器的動力將第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)彼此連接；扭矩限制器，設(shè)置在第一關(guān)節(jié)上，并且
上時，扭矩限制器限制第一關(guān)節(jié)的彎曲，以使第二帶輪和第三帶輪旋轉(zhuǎn)，從 而改變第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)的彎曲角度。
致動器可被提供到所述至少一個手指單元的每個上。


通過下面結(jié)合附圖對實施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面和
優(yōu)點將會變得清楚和更加容易理解，其中
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的人形機(jī)器人的示意圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的人形機(jī)器人的機(jī)器人手的示圖3是圖2的一部分的放大圖4是顯示固定到第 一桿構(gòu)件中的扭矩限制器的示圖5和圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的手指單元的操作的示圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，其示例被顯示在附圖中，圖中相同的 標(biāo)號始終指代相同的元件。以下，通過參照附圖描述實施例以解釋本發(fā)明。 圖l是顯示根據(jù)本發(fā)明的人形機(jī)器人的示意圖。
如圖1所示，人形機(jī)器人10包括軀干100、連接到軀干100的下部的兩 側(cè)的兩條腿200R和200L、連接到軀干100的上部的兩側(cè)的兩只臂300R和 300L以及連接到軀干100的上端的頭部400。這里R代表機(jī)器人10的右側(cè)， L代表機(jī)器人10的左側(cè)。
軀千100的內(nèi)部由蓋子110保護(hù)?？刂茊卧?20、電池130和傾斜傳感 器(未示出)被安裝在軀干100中。傾斜傳感器檢測軀干100相對于豎直軸 的傾斜角度及其角速度(angular velocity)。軀干100分為胸部100a和腰部 100b,用于使胸部100a相對于腰部100b旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)(joint)被安裝在胸部 100a和腰部100b之間。
腿200R和200L設(shè)置在軀干100的下部的兩側(cè)，并且分別包括大腿桿 (link)210、小腿桿220和足部230。大腿桿210分別通過大腿關(guān)節(jié)單元(未 示出)連接到軀干100。大腿桿210和小腿桿220分別通過膝關(guān)節(jié)單元(未示出)彼此連接，小腿桿220和足部230分別通過踝關(guān)節(jié)單元(未示出)彼 此連接。
頭部400設(shè)置在軀干100的上端。用作機(jī)器人10的眼睛的攝像機(jī)410和 用作機(jī)器人10的耳朵的麥克風(fēng)420可被安裝在頭部400中。頭部100通過頸 關(guān)節(jié)單元(未示出)連接到軀干100。
臂300R和300L設(shè)置在軀干100的上部的兩側(cè)，并且分別包括上臂桿310 和下臂桿320。上臂桿310分別通過肩關(guān)節(jié)單元(未示出)連接到軀干100。 上臂桿310和下臂桿320分別通過肘關(guān)節(jié)單元(未示出)連接到彼此。此外， 臂300R和300L分別包括機(jī)器人手500。這里，才幾器人手500分別連接到下 臂桿320。兩只機(jī)器人手500具有相同的構(gòu)造，因此，以下將僅描述右機(jī)器 人手500。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人手500包括基部單元560和手指單元 組件510'和510。
基部單元560對應(yīng)于人手的一部分，即，對應(yīng)于手掌或手背?；繂卧?560包括手掌部分和手背部分，手掌部分具有對應(yīng)于人手的手掌的外部形狀， 手背部分具有對應(yīng)于人手的手背的外部形狀。
手指單元組件510'和510包括大拇指單元510'和多個手指單元510。
大拇指單元510'沿著不同于所述多個手指單元510的延伸方向的方向延 伸。大拇指單元510'通過電機(jī)(未示出)驅(qū)動。
所述多個手指單元510沿著基本相同的方向,人基部單元560的一端的邊 緣延伸出來。所述多個手指單元510包括四個手指單元520、 530、 540和550。 手指單元510的每個都模擬人的手指的運動。
也就是說，手指單元520對應(yīng)于人的食指，手指單元530對應(yīng)于人的中 指，手指單元540對應(yīng)于人的無名指，手指單元550對應(yīng)于人的小指。以下， 將僅描述對應(yīng)于人的中指的手指單元530,并且將省略對除了尺寸之外具有 與手指單元530的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)的手指單元520、 540和550的描述。
圖3是顯示對應(yīng)于人的中指的手指單元530的示圖。
如圖3所示，手指單元530包括多個桿構(gòu)件600和用于連接所述多個桿 構(gòu)件600 (見圖2)的多個關(guān)節(jié)700。
根據(jù)本發(fā)明的手指單元530的所述多個關(guān)節(jié)700包括第一關(guān)節(jié)710、第二關(guān)節(jié)720和第三關(guān)節(jié)730，所述第一關(guān)節(jié)710、第二關(guān)節(jié)720和第三關(guān)節(jié)730依次靠近基部單元560。此外，所述多個桿構(gòu)件600包括第一桿構(gòu)件610、第二桿構(gòu)件620和第三桿構(gòu)件630，所述第一桿構(gòu)件610、第二桿構(gòu)件620和第三桿構(gòu)件630依次靠近基部單元560。
第一關(guān)節(jié)710是最靠近基部單元560的關(guān)節(jié)。第一桿構(gòu)件610利用第一關(guān)節(jié)710連接到基部單元560。
第一桿構(gòu)件610 ^皮設(shè)置為一端連接到第一關(guān)節(jié)710并且另一端連接到第二桿構(gòu)件620。第一桿構(gòu)件610設(shè)置有按照半圓形形成的兩端，使得第一桿構(gòu)件610的一端可旋轉(zhuǎn)地連接到第一關(guān)節(jié)軸710a，第一桿構(gòu)件610的另一端通過第二關(guān)節(jié)720連接到第二桿構(gòu)件620。
第一關(guān)節(jié)710自由地彎曲，并且第一關(guān)節(jié)710的彎曲角度#>據(jù)第一關(guān)節(jié)710繞第一關(guān)節(jié)軸710a的彎曲而改變。
第一帶輪711和扭矩限制器900連接到第一關(guān)節(jié)軸710a。因此，第一關(guān)節(jié)710的彎曲角度通過第一帶輪711和扭矩限制器900改變。
第一帶輪711設(shè)置有形成在其外周表面上的兩個帶輪槽711a和711b。連接到第二帶輪721R的第一動力傳遞構(gòu)件820纏繞在兩個帶輪槽711a和711b中的一個帶輪槽711a上，連接到主動帶輪562的主動力傳遞構(gòu)件810纏繞在兩個帶輪槽711a和711b中的另一個帶輪槽711b上。這里，主動帶輪562可旋轉(zhuǎn)地固定到安裝在與第一桿構(gòu)件610鄰近的基部單元560中的致動器561上。主動帶輪562連接到第一關(guān)節(jié)710的第一帶輪711上，并傳遞致動器561的力。
根據(jù)物體的反作用力檢測扭矩的扭矩限制器900連接到第一關(guān)節(jié)軸710a上。圖4是顯示固定到第一關(guān)節(jié)軸上的扭矩限制器的示圖。
如圖4所示，第一桿構(gòu)件610設(shè)置有開口 611，扭矩限制器900安裝在第一桿構(gòu)件610的開口 611中。用于防止扭矩限制器900與第一桿構(gòu)件610分開的蓋構(gòu)件(未示出)可連接到開口 611。
扭矩限制器900包括形成扭矩限制器900的外表的殼體910、形成在殼
旋轉(zhuǎn)軸930與第一帶輪711同軸地設(shè)置。也就是說，旋轉(zhuǎn)軸930與第一帶輪711的第一關(guān)節(jié)軸710a同軸。
沿著^t轉(zhuǎn)軸930的方向延伸的多個連接槽911形成在殼體910的外周表面上。此外，對應(yīng)于所述多個連接槽911以防止第一桿構(gòu)件610和殼體910 相對于彼此運動的多個連接肋612形成在第一桿構(gòu)件610的內(nèi)周表面上。
按照相同間隔設(shè)置的多個傾斜面912被布置在殼體910的內(nèi)周表面上。 滾珠940分別設(shè)置在傾斜面912和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920的外周表面之間。滾珠940 分別被容納在形成在設(shè)置在殼體910和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920之間的罩(cage) 950中 的凹穴960中。在每個滾珠940被鎖定于每個傾斜表面912和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920 的外周表面之間的條件下壓迫每個滾珠940的壓力彈簧970被設(shè)置在每個滾 珠940的一側(cè)。
巻簧980的一端彎曲以將巻簧980連接到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920,因此，形成彎 曲段981。巻簧980的彎曲段981與形成在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920的內(nèi)周表面上的槽 921接合。當(dāng)巻簧980相對于旋轉(zhuǎn)軸930擴(kuò)張時，旋轉(zhuǎn)軸930的旋轉(zhuǎn)通過巻 簧980被傳遞到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920。此外，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920的旋轉(zhuǎn)通過滾珠940被 傳遞到殼體910。
在這種狀態(tài)下，當(dāng)?shù)谝粭U構(gòu)件610接觸物體并且物體的反作用力因此增 加，并且從旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920至殼體910的扭矩超過壓力彈簧970的彈力時，滾 珠940運動到形成在傾斜面912和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920的圓柱形外周表面之間的更 寬的空間中。因此，在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920和滾珠940之間產(chǎn)生滑動，因此，扭矩 傳遞到殼體910的過程被中斷。
也就是說，固定到第一桿構(gòu)件610的殼體910與第一桿構(gòu)件610 —體地 運動，并用作直接改變第一關(guān)節(jié)710的彎曲角度的旋轉(zhuǎn)因素。因此，當(dāng)殼體 910未旋轉(zhuǎn)時，第一關(guān)節(jié)710的彎曲角度不改變。也就是說，當(dāng)根據(jù)物體的 反作用力的預(yù)定值或更大值的扭矩^皮施加到第一桿構(gòu)件610上時，旋轉(zhuǎn)軸930 空轉(zhuǎn)并且第一關(guān)節(jié)710不彎曲。
這里，未描述的標(biāo)號740指代軸承，軸承分別將關(guān)節(jié)軸710a、720a和730a 固定在預(yù)定位置并支撐關(guān)節(jié)軸710a、 720a和730a的自身重量和施加到關(guān)節(jié) 軸710a、 720a和730a的負(fù)載，從而關(guān)節(jié)軸710a、 720a和730a可旋轉(zhuǎn)。
致動器561安裝在與第一桿構(gòu)件610相鄰的基部單元560中。主動帶輪 562可旋轉(zhuǎn)地固定到致動器561。主動帶輪562連接到第一關(guān)節(jié)710的第一帶 輪711，并將致動器561的驅(qū)動動力傳遞到第一帶輪711。
第二關(guān)節(jié)720是在第一關(guān)節(jié)710之后最靠近基部單元560的關(guān)節(jié)。第二 桿構(gòu)件620通過第二關(guān)節(jié)720連接到第一桿構(gòu)件610。第二關(guān)節(jié)720自由地彎曲，并且第二關(guān)節(jié)720的彎曲角度根據(jù)第二關(guān)節(jié)720繞第二關(guān)節(jié)軸720a的 彎曲而改變。在此，未描述的參考標(biāo)號750表示軸承。
多個第二帶輪721R和721L連接到第二關(guān)節(jié)軸720a。也就是說，第二關(guān) 節(jié)720包括多個第二帶輪721R和721L。第二帶輪721R和721L包括形成在 左側(cè)的第二帶輪721L和形成在右側(cè)的第二帶輪721R。
第二帶輪721R固定到第二桿構(gòu)件620上。此外，連接到第一帶輪711 的第一動力傳遞構(gòu)件820纏繞在第二帶輪721R上。
第二帶輪721L固定到第一桿構(gòu)件610上。此外，連接到第三帶輪731 的第二動力傳遞構(gòu)件830纏繞在第二帶輪721L上。
這里，第一動力傳遞構(gòu)件820和第二動力傳遞構(gòu)件830可以是皮帶。此 夕卜，連接第一帶輪711和第二帶輪721R的第一動力傳遞構(gòu)件820和連接第二 帶輪721L和第三帶輪731的第二動力傳遞構(gòu)件830按照不同方式纏繞。也就 是說，第二動力傳遞構(gòu)件830在第二帶輪721L和第三帶輪731之間按照X 形纏繞，因此，在第二帶輪721L和第三帶輪731—起操作的同時，第二關(guān)節(jié) 720的彎曲角度改變。
第三關(guān)節(jié)730是最接近指尖的關(guān)節(jié)。第三桿構(gòu)件630利用第三關(guān)節(jié)730 連接到第二桿構(gòu)件620。
第三桿構(gòu)件630的一端連接到第三關(guān)節(jié)730，另一端是自由端(即，指 尖)。第三桿構(gòu)件630具有與第一桿構(gòu)件610的外表近似相同的外表。第三桿 構(gòu)件630通過第三關(guān)節(jié)730可旋轉(zhuǎn)地連接到第二桿構(gòu)件620。
第三關(guān)節(jié)730自由地彎曲，并且第三關(guān)節(jié)730的彎曲角度根據(jù)第三關(guān)節(jié) 730繞第三關(guān)節(jié)軸730a的彎曲而改變。
第三帶輪731連接到第三關(guān)節(jié)軸730a上。如上所述，第二動力傳遞構(gòu)件 830纏繞在第三帶輪731上，因此，連接到第二帶輪721L。
接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)器人手的操作。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的手指單元的狀態(tài)的示圖，其中，電機(jī)被驅(qū)動， 圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的手指單元的狀態(tài)的示圖，其中，關(guān)節(jié)的彎曲角度隨 著物體接觸桿構(gòu)件而改變。
如圖5和圖6所示，當(dāng)安裝在基部單元560中的致動器561使連接到致 動器561的主動帶輪562旋轉(zhuǎn)，從而使主動力傳遞構(gòu)件810沿著方向A運動 時，第一帶輪711沿著方向B旋轉(zhuǎn)，第一關(guān)節(jié)710沿著方向B朝著物體彎曲。此時，由于第一帶輪711不相對于第一桿構(gòu)件610旋轉(zhuǎn)，因此，第二桿構(gòu)件620和第三桿構(gòu)件630與第一桿構(gòu)件610布置在一條直線上。也就是說，雖然第一帶輪711沿著方向B運動，但是第一動力傳遞構(gòu)件820不旋轉(zhuǎn)而是相對地運動，以與第一桿構(gòu)件610保持一條直線。
隨后，當(dāng)?shù)谝粭U構(gòu)件610的彎曲角度改變得更多，因此，第一桿構(gòu)件610接觸到物體時，反作用力被施加到第一桿構(gòu)件610上。然后，當(dāng)根據(jù)反作用力的特定值或更大值的扭矩被施加到第一桿構(gòu)件610時，第一桿構(gòu)件610通過扭矩限制器900的操作而停止。
也就是說，當(dāng)?shù)谝粭U構(gòu)件610接觸物體并且物體的反作用力增大時，通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)件920和滾珠940在扭矩限制器殼體910和旋轉(zhuǎn)軸930之間產(chǎn)生滑動，因此，旋轉(zhuǎn)軸930的旋轉(zhuǎn)力不被傳遞到扭矩限制器殼體910。因此，不管旋轉(zhuǎn)軸930是否旋轉(zhuǎn)，第一桿構(gòu)件610和固定到第一桿構(gòu)件610上的扭矩限制器殼體910都保持停止?fàn)顟B(tài)，并且旋轉(zhuǎn)軸930和第一關(guān)節(jié)軸710a —直空轉(zhuǎn)，因此，第一帶輪710—直沿著方向B旋轉(zhuǎn)。
隨后，根據(jù)第一帶輪711沿著方向B的旋轉(zhuǎn)，纏繞在第一帶輪711上的第一動力傳遞構(gòu)件820沿著方向C旋轉(zhuǎn)。此外，與第一動力傳遞構(gòu)件820的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)，第二帶輪721沿著方向D旋轉(zhuǎn)，第二桿構(gòu)件620相對于第一桿構(gòu)件610相對旋轉(zhuǎn)，因此，第二關(guān)節(jié)720的彎曲角度改變。
此外，根據(jù)第二帶輪721R沿著方向D的旋轉(zhuǎn)，纏繞在第二帶輪721L上的第二動力傳遞構(gòu)件830沿著方向E旋轉(zhuǎn)。此外，與第二動力傳遞構(gòu)件830的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)，第三帶輪731沿著方向F旋轉(zhuǎn)，第三桿構(gòu)件630旋轉(zhuǎn)，因此，第三關(guān)節(jié)730的彎曲角度改變。
如上所述，雖然以上實施例描述了機(jī)器人手包括一個拇指單元510'和四個手指單元510，并且每個手指單元510包括三個關(guān)節(jié)，但是手指單元510的數(shù)量和每個手指單元510的關(guān)節(jié)的數(shù)量可增加或減少。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)器人手最小化了致動器的數(shù)量并通過扭矩限制器調(diào)整了關(guān)節(jié)的彎曲角度，因此，能夠柔性地和細(xì)微地控制關(guān)節(jié)。
雖然已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些實施例進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種機(jī)器人手，包括基部單元，設(shè)置有致動器；至少一個手指單元，安裝在基部單元上；多個桿構(gòu)件，設(shè)置在所述至少一個手指單元的每個中；多個關(guān)節(jié)，用于連接所述多個桿構(gòu)件；多個動力傳遞構(gòu)件，通過從致動器傳輸?shù)膭恿⑺龆鄠€關(guān)節(jié)彼此連接；扭矩限制器，設(shè)置在所述多個關(guān)節(jié)中的任意一個上，并限制所述任意一個關(guān)節(jié)的彎曲，將所述多個關(guān)節(jié)中的另一個與所述任意一個關(guān)節(jié)連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手，其中多個桿構(gòu)件包括連接到基部單元的第一桿構(gòu)件、連接到第一桿構(gòu)件的第 二桿構(gòu)件和連接到第二桿構(gòu)件的第三桿構(gòu)件；扭矩限制器包括固定到第 一桿構(gòu)件以調(diào)節(jié)所述任意 一個關(guān)節(jié)的彎曲角度 的殼體。
3、 如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人手，其中在所述殼體的外周表面上形成多個凹槽，并且在所述第一桿構(gòu)件的內(nèi)周 表面上形成與所述多個凹槽接合的多個肋，以防止第一桿構(gòu)件相對于所述殼 體的相對旋轉(zhuǎn)。
4、 如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人手，其中所述多個關(guān)節(jié)包括連接基部單元和第一桿構(gòu)件的第一關(guān)節(jié)、連接第一桿 構(gòu)件和第二桿構(gòu)件的第二關(guān)節(jié)和連接第二桿構(gòu)件和第三桿構(gòu)件的第三關(guān)節(jié)；所述第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)分別包括第一帶輪、第二帶輪和第 三帶輪，并且所述第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)與致動器相連接。
5、 如權(quán)利要求4所述的機(jī)器人手，其中，扭矩限制器包括與第一帶輪同 軸地設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸。
6、 如權(quán)利要求4所述的機(jī)器人手，其中所述多個動力傳遞構(gòu)件包括連接第一帶輪和第二帶輪的第一動力傳遞構(gòu) 件以及連接第二帶輪和第三帶輪的第二動力傳遞構(gòu)件，并且第一動力傳遞構(gòu) 件和第二動力傳遞構(gòu)件^換照不同的方式纏繞。
7、 如權(quán)利要求6所述的機(jī)器人手，其中，第二動力傳遞構(gòu)件按照在第二帶輪和第三帶輪之間形成X形的形式纏繞。
8、 如權(quán)利要求6所述的機(jī)器人手，其中，第一動力傳遞構(gòu)件和第二動力 傳遞構(gòu)件分別包括第一皮帶和第二皮帶。
9、 如權(quán)利要求5所述的機(jī)器人手，其中當(dāng)物體接觸到第 一桿構(gòu)件并且將特定值或更大值的反作用力施加到第一 桿構(gòu)件時，扭矩限制器被操作，因此第一桿構(gòu)件停止；當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸按照與所述殼體之間滑動的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)時，第一帶輪旋轉(zhuǎn)； 第二帶輪和第二桿構(gòu)件與第一帶輪的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)地旋轉(zhuǎn)，因此第二關(guān)節(jié)的彎曲角度改變；第三帶輪和第三桿構(gòu)件與第二桿構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)地旋轉(zhuǎn)，因此第三關(guān) 節(jié)的彎曲角度改變。
10、 一種人形機(jī)器人，其具有軀干以及連接到所述軀干的機(jī)器人手，所 述機(jī)器人手包括基部單元，設(shè)置有致動器； 至少一個手指單元，安裝在基部單元上；第一桿構(gòu)件、第二桿構(gòu)件和第三桿構(gòu)件，設(shè)置在所述至少一個手指單元的每個中；第一關(guān)節(jié)，連接基部單元和第一桿構(gòu)件； 第二關(guān)節(jié)，連接第一桿構(gòu)件和第二桿構(gòu)件； 第三關(guān)節(jié)，連接第二桿構(gòu)件和第三桿構(gòu)件； 第一帶輪，設(shè)置在第一關(guān)節(jié)上并且接收致動器的動力； 第二帶輪，設(shè)置在第二關(guān)節(jié)上并且連接到第一帶輪； 第三帶輪，設(shè)置的第三關(guān)節(jié)上并且連接到第二帶輪； 多個動力傳遞構(gòu)件，通過致動器的動力將第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)和第三關(guān) 節(jié)4皮此連接；扭矩限制器，設(shè)置在第一關(guān)節(jié)上，并且當(dāng)?shù)谝粭U構(gòu)件接觸物體并且特定 值或更大值的反作用力被施加到扭矩限制器上時，扭矩限制器限制第一關(guān)節(jié) 的彎曲，以使第二帶輪和第三帶輪旋轉(zhuǎn)，從而改變第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)的彎 曲角度。
11、 如權(quán)利要求10所述的人形機(jī)器人，其中，所述至少一個手指單元的 每個都被提供有致動器。
12、 如權(quán)利要求10所述的人形機(jī)器人，其中，扭矩限制器包括固定到第 一桿構(gòu)件上以調(diào)節(jié)第一關(guān)節(jié)的彎曲角度的殼體。
13、 如權(quán)利要求10所述的人形機(jī)器人，其中，扭矩限制器包括與第一帶 輪同軸地設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸。
14、 如權(quán)利要求10所述的人形機(jī)器人，其中所述多個動力傳遞構(gòu)件包括連接第一帶輪和第二帶輪的第一動力傳遞構(gòu) 件和連接第二帶輪和第三帶輪的第二動力傳遞構(gòu)件；第 一動力傳遞構(gòu)件和第二動力傳遞構(gòu)件按照不同的方式纏繞。
15、 如權(quán)利要求12所述的人形機(jī)器人，其中在所述殼體的外周表面上形成多個凹槽，并且在第一桿構(gòu)件的內(nèi)周表面 上形成與所述多個凹槽接合的多個肋，以防止第一桿構(gòu)件相對于殼體的相對旋轉(zhuǎn)。
16、 如權(quán)利要求14所述的人形機(jī)器人，其中，第二動力傳遞構(gòu)件按照在 第二帶輪和第三帶輪之間形成X形的形式纏繞。
17、 如權(quán)利要求14所述的人形機(jī)器人，其中，第一動力傳遞構(gòu)件和第二 動力傳遞構(gòu)件分別包括第一皮帶和第二皮帶。
18、 如權(quán)利要求13所述的人形機(jī)器人，其中當(dāng)物體接觸到第 一桿構(gòu)件并且將特定值或更大值的反作用力施加到第一 桿構(gòu)件時，扭矩限制器被操作，因此第一桿構(gòu)件停止；當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸按照與所述殼體之間滑動的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)時，第一帶輪旋轉(zhuǎn)；第二帶輪和第二桿構(gòu)件與第一帶輪的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)地旋轉(zhuǎn)，因此第二關(guān)節(jié)的彎曲角度改變；第三帶輪和第三桿構(gòu)件與第二桿構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)地旋轉(zhuǎn)，因此第三關(guān) 節(jié)的彎曲角度改變。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)器人手和具有該機(jī)器人手的人形機(jī)器人，所述機(jī)器人手最少化了致動器的數(shù)量并通過扭矩限制器調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)的彎曲角度，以柔性地和細(xì)微地控制關(guān)節(jié)。所述機(jī)器人手包括設(shè)置在多個關(guān)節(jié)的任意至少一個關(guān)節(jié)上的扭矩限制器，以將所述多個關(guān)節(jié)中的另一個關(guān)節(jié)通過動力傳遞構(gòu)件與所述任意一個關(guān)節(jié)連接。
文檔編號B25J9/00GK101670581SQ200910168378
公開日2010年3月17日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者沈賢植 申請人:三星電子株式會社