(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210629118.5 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 周鑫 地址 100080 北京市海淀区颐和园路5号 (72)发明人 周鑫　 (74)专利代理 机构 常州品益专利代理事务所 (普通合伙) 32401 专利代理师 侯利娜 (51)Int.Cl. B25J 9/10(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 15/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于柔性驱动 的两指机械手爪及其控 制方法 (57)摘要 本发明属于自动化机械手技术领域， 具体涉 及一种基于柔性驱动的两指机械手爪及其控制 方法， 机械手爪包括底盘、 并列设置在底盘上的 两绳驱动组件以及转动设置在底盘下侧的两相 对设置的手指组件， 手指组件包括与底盘转动连 接的上关节和与上关节转动连接的下关节； 绳驱 动组件包括上绳轮、 下绳轮、 第一驱动绳、 第二驱 动绳、 第三驱动绳和第四驱动绳。 本发明通过绳 驱动可以有效降低手爪的重量， 简化整体结构， 拓展了机械手爪的应用场景， 通过扭簧实现对外 载物体的自适应功能， 尤其是被抓取目标是比较 柔软的物体时， 不会损害其外表， 使抓取过程中 更加可靠、 安全。 权利要求书2页 说明书5页 附图7页 CN 114851182 A 2022.08.05 CN 114851182 A 1.一种基于柔性驱动的两指机械手爪， 其特征在于： 包括底盘(1)、 并列设置在所述底 盘(1)上的两绳驱动组件以及转动设置在所述底盘(1)下侧的两相对设置的手指组件， 每个 绳驱动组件对应驱动一个手指组件， 所述手指组件包括与所述底盘(1)转动连接的上关节 (2)和与所述上关节(2)转动连接的下关节(3)； 所述绳驱动组件包括同轴设置的上绳 轮(7) 和下绳轮(8)， 第一驱动绳的一端固定连接在所述下关节(3)的外侧， 另一端从所述上绳轮 (7)的一侧绕过后固定在所述上绳轮(7)上， 第二驱动绳的一端固定连接在所述下关节(3) 的内侧， 另一端从所述上绳轮(7)的另一侧绕过后固定在所述上绳轮(7)上； 第三驱动绳的 一端固定连接在所述上关节(2)的外侧， 另一端从所述下绳 轮(8)的一侧绕过后固定在所述 下绳轮(8)上， 第四驱动绳的一端固定连接在所述上关节(2)的内侧， 另一端从所述下绳轮 (8)的另一侧绕过后固定在所述下绳轮(8)上。 2.根据权利要求1所述的一种基于柔性驱动的两指机械手爪， 其特征在于： 所述绳 驱动 组件还包括电机(12)、 固定连接在所述电机(12)输出轴上的上扭块(9)、 转动安装在所述上 扭块(9)内的下扭块(10)、 套接在所述上扭块(9)和所述下扭块(10)之间的扭簧(11)； 所述 扭簧(11)的上端与所述上扭块(9)固定连接， 下端与所述下扭块(10)固定连接； 所述下扭块 (10)的下端通过 联轴器连接上绳轮(7)和所述下绳轮(8)的转轴。 3.根据权利要求2所述的一种基于柔性驱动的两指机械手爪， 其特征在于： 所述上绳轮 (7)和所述下绳轮(8)的转轴的下端连接有角度编码器(6)。 4.根据权利要求2所述的一种基于柔性驱动的两指机械手爪， 其特征在于： 所述上绳轮 (7)的直径大于所述下绳轮(8)的直径。 5.根据权利要求2所述的一种基于柔性驱动的两指机械手爪， 其特征在于： 所述底盘 (1)上盖合安装有外壳(4)， 所述外壳(4)或底盘(1)上具有分别与所述上绳轮(7)和所述下 绳轮(8)高度对应的上穿绳孔(41)和下穿绳孔(42)， 所述外壳(4)或底盘(1)外侧安装有分 别与所述上穿绳孔(41)和所述下穿绳孔(42)对应的上导绳轮(13)和下导绳轮(14)； 所述第 一驱动绳和所述第二 驱动绳从所述上穿绳孔(4 1)穿出后绕过所述上导绳轮(13)， 所述第三 驱动绳和所述第四驱动绳从所述下穿绳孔(42)穿出后绕过 所述下导绳轮(14)。 6.根据权利要求5所述的一种基于柔性驱动的两指机械手爪， 其特征在于： 所述上关节 (2)的外侧面上转动安装有第一导绳轮(15)和第二导绳轮(16)， 所述第一导绳轮(15)和所 述第二导绳轮(16)的下方的上关节(2)外侧具有第一穿绳孔(17)和第二穿绳孔(18)， 所述 上关节(2)的内侧面上转动安装有第三导绳轮(19)和第四导绳轮(20)， 所述第三导绳轮 (19)和所述第四导绳轮(20)的下方的上关节(2)内侧具有第三穿绳孔(21)和第四穿绳孔 (22)； 所述上关节(2)的内侧和外侧的下端以及所述下关节(3)内侧和外侧的下端均具有用 来固定各驱动绳的固定绳组件。 7.根据权利要求6所述的一种基于柔性驱动的两指机械手爪， 其特征在于： 所述固定绳 组件包括固定块(23)和插接在所述固定块(23)内的接绳筒(24)， 其中第一驱动绳、 第二驱 动绳、 第三驱动绳和第四驱动绳的末端固定连接在接绳筒(24)上， 所述固定块(23)包括安 装孔(231)以及在所述安装孔(231)上侧穿透所述固定块(23)的穿线槽(232)； 所述接绳筒 (24)插接在所述 安装孔(231)内。 8.根据权利要求1所述的一种基于柔性驱动的两指机械手爪， 其特征在于： 所述下关节 (3)的末端具有用来夹持物体的夹持平面(31)。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114851182 A 29.根据权利要求3所述的基于柔性驱动的两指机械手爪的控制方法， 其特征在于， 手指 组件分为第一手指组件(51)和第二手指组件(52)， 包括以下步骤： S1、 确定需要抓取物体的目标位置， 控制器根据手指组件的运动学反解计算出到达目 标位置所需要的位移、 速度和加速度， 并命令两个手指组件的电机(12)转动， 使两个手指组 件去抓取物体； 控制器通过将电机(12)自带的编码器和角度编码器(6)相对比， 得出扭簧 (11)的扭转角度， 进 而得出手指组件末端抓取物体的抓取力； S2、 控制器命令第二手指组件(52)的电机(12)转动， 调整第二手指组件(52)末端抓取 物体的位置， 控制器接着不断调整两个手指组件的姿态， 当两个手指组件的抓取力均在抓 取物体所需要的额定力范围内， 则完成抓取。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114851182 A 3