本发明涉及机器人，尤其涉及一种复合变位机器人手指装置及机器人手设备。
背景技术：
1、在机器人研究领域，机器人手作为重要的机器人末端执行器，得到较多的研究。现有的机器人手有着较多自由度，可以与感知结合，完成各种抓取任务。人手关节众多，动作灵巧，抓取物体模式较多，使得模仿人手设计机器人手存在很大的困难。所有关节采用电机来驱动的全驱动手指在实时传感与控制方面存在很大的困难，成本高昂，难以推广应用。在现有技术中，欠驱动手指中包括耦合抓取手指、平行夹持手指以及自适应包络抓取手指等重要种类。其中，平行夹持(简称平夹)手指在运动时末端指段相对于基座始终保持原有的姿态——末端指段只进行平动，这种模式适合在工作台面上平行夹持物体；另一种具有多关节同时正向转动的耦合手指在运动时各指段按照一定的比例同时转动，动作模式比较灵巧，抓取速度较快，也适合在桌面上用末端指段捏持物体。无论是平夹手指或者耦合手指，在包络抓取物体时，不能适应不同形状、尺寸的物体，抓取不够稳定。自适应包络抓取手指在运动时，近关节转动时，远关节不转动，等到近指段先接触物体被阻挡后，远指段再进一步自动转动，适应物体的不同形状、尺寸，达到了比较良好的包络抓取效果。未接触物体前，自适应手指在近指段弯曲时，其余指段相对于近指段不发生转动，手指在抓取中间过程显得僵硬，另外，该手指不具有较好的末端捏持功能。由于平夹手指，耦合手指，自适应手指均表现出动作的局限性，因此需要一种新的复合型手指，可以采用较少的驱动机构来使得收聚更加灵活具有更好的夹持效果。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合变位机器人手指装置，可以更加灵活的对工件进行夹持。
2、本发明还提出一种机器人手设备。
3、根据本发明的第一方面实施例的复合变位机器人手指装置及机器人手设备，用于抓取工件，所述复合变位机器人手指装置包括：基座；第一指节，所述第一指节转动连接在所述基座上，所述第一指节用于夹持所述工件；第二指节，所述第二指节转动连接在所述第一指节上，所述第二指节用于夹持所述工件；第三指节，所述第三指节转动连接在所述第二指节上，所述第三指节用于夹持所述工件；第一驱动杆，所述第一驱动杆转动连接在所述基座上；第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述第一驱动杆转动；第一传动杆，所述第一传动杆转动连接在所述第一驱动杆上；第二传动杆，所述第二传动杆的一端转动连接在所述第一传动杆上，所述第二传动杆的另一端转动连接在所述第一指节和所述第二指节的转动连接处；第三传动杆，所述第三传动杆的一端连接在所述第三指节上，所述第三传动杆的另一端连接所述第一传动杆和所述第二传动杆的转动连接处；第二驱动杆，所述第二驱动杆转动连接在所述基座上；第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述第二驱动杆转动；第一限制杆，所述第一限制杆的一端与所述第二驱动杆转动连接，所述第一限制杆的另一端与所述第二传动杆转动连接，以限制所述第二传动杆的运动轨迹；第二限制杆，所述第二限制杆的一端与所述基座转动连接，所述第二限制杆的另一端与所述第二指节转动连接，以限制所述第一指节与所述第二指节的连接点的运动轨迹；所述第一指节、所述第二指节、所述第三指节、所述第一驱动杆、所述第二驱动杆、所述第一传动杆、所述第二传动杆、所述第三传动杆、所述第一限制杆和所述第二限制杆转动时的转动轴向相互平行。
4、根据本发明第一实施例的复合变位机器人手指装置，至少具有如下有益效果：通过设置第一驱动杆和第二驱动杆进行不同方向的驱动，以及通过第一限制杆和第二限制杆对结构的运动方向进行限制，使得复合变位机器人手指装置以更多的方式对工件进行更加灵活的夹持。
5、根据本发明的一些实施例，所述第一驱动机构包括第一驱动电机、传动螺杆、第一扭簧和第一传动组件，所述第一驱动电机的转动轴与所述传动螺杆固定连接以驱动所述传动螺杆转动，所述传动螺杆驱动所述第一扭簧转动，所述第一扭簧转动驱动所述第一传动组件，所述第一传动组件驱动所述第一驱动杆转动。
6、根据本发明的一些实施例，所述第一指节与所述基座的连接点为a点，所述第一指节与所述第二指节的连接点为b点，所述第二驱动杆在所述a点与所述基座转动连接，所述第二驱动杆与所述第一限制杆的连接点为f点，所述第一限制杆与所述第二传动杆的连接点为g点，当所述第二驱动机构驱动所述第二驱动杆转动至所述线段ab的第一侧时，所述线段ab与线段fg平行，所述线段af与所述线段bg平行。
7、根据本发明的一些实施例，所述第二驱动机构包括第二驱动电机、第一限位块、第二传动组件和第二扭簧，所述第二驱动电机的传动轴驱动所述第二扭簧转动，所述第二扭簧驱动所述第二传动组件，所述第二传动组件驱动所述第二驱动杆转动，所述第一限位块设置在所述线段ab的第一侧，并用于限制所述第二驱动杆的转动角度。
8、根据本发明的一些实施例，所述第二驱动机构还包括第二限位块，所述第二限位块用于限制所述第二驱动杆的转动角度，所述第二限位块设置在所述线段ab的第二侧，当所述第二驱动机构驱动所述第二驱动杆转动至所述线段ab的第二侧时，所述线段ab与所述线段gf交叉。
9、根据本发明的一些实施例，所述第一传动杆、第二传动杆和所述第三传动杆均转动连接在h点上，所述第二传动杆和所述第一指节转动连接在所述b点，所述h点在所述线段bg的延长线上，所述第二指节与所述第三指节的连接点为c点，所述第三传动杆与所述第三指节的连接点为i点，所述线段bh与线段ci平行，所述线段hi与所述线段bc平行。
10、根据本发明的一些实施例，所述第二限制杆与所述基座的连接点为d点，所述第二限制杆与所述第二指节的连接点为e点，线段ad、线段de、线段be、线段bc、线段ec和线段ab的长度关系满足：ad:de:be:bc:ce:ab＝68:51:49:68:110:100。
11、根据本发明的一些实施例，所述第一指节、所述第二指节和所述第三指节靠近所述工件的一侧均设置有指节垫，所述指节垫用于与所述工件抵接。
12、根据本发明的一些实施例，所述第三指节上的指节垫与所述工件相抵接的面的法向与所述线段ci平行。
13、根据本发明的第二方面实施例的一种机器人手设备，包括上述实施例中任一项所述的复合变位机器人手指装置。
14、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，用于抓取工件，所述复合变位机器人手指装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一驱动电机、传动螺杆、第一扭簧和第一传动组件，所述第一驱动电机的转动轴与所述传动螺杆固定连接以驱动所述传动螺杆转动，所述传动螺杆驱动所述第一扭簧转动，所述第一扭簧转动驱动所述第一传动组件，所述第一传动组件驱动所述第一驱动杆转动。
3.根据权利要求1所述的一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，所述第一指节与所述基座的连接点为a点,所述第一指节与所述第二指节的连接点为b点，所述第二驱动杆在所述a点与所述基座转动连接，所述第二驱动杆与所述第一限制杆的连接点为f点，所述第一限制杆与所述第二传动杆的连接点为g点，当所述第二驱动机构驱动所述第二驱动杆转动至所述线段ab的第一侧时，所述线段ab与线段fg平行,所述线段af与所述线段bg平行。
4.根据权利要求3所述的一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二驱动电机、第一限位块、第二传动组件和第二扭簧，所述第二驱动电机的传动轴驱动所述第二扭簧转动，所述第二扭簧驱动所述第二传动组件，所述第二传动组件驱动所述第二驱动杆转动，所述第一限位块设置在所述线段ab的第一侧，并用于限制所述第二驱动杆的转动角度。
5.根据权利要求4所述的一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，所述第二驱动机构还包括第二限位块，所述第二限位块用于限制所述第二驱动杆的转动角度，所述第二限位块设置在所述线段ab的第二侧，当所述第二驱动机构驱动所述第二驱动杆转动至所述线段ab的第二侧时，所述线段ab与所述线段gf交叉。
6.根据权利要求3所述的一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，所述第一传动杆、第二传动杆和所述第三传动杆均转动连接在h点上，所述第二传动杆和所述第一指节转动连接在所述b点，所述h点在所述线段bg的延长线上，所述第二指节与所述第三指节的连接点为c点，所述第三传动杆与所述第三指节的连接点为i点，所述线段bh与线段ci平行,所述线段hi与所述线段bc平行。
7.根据权利要求6所述的一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，所述第二限制杆与所述基座的连接点为d点，所述第二限制杆与所述第二指节的连接点为e点，线段ad、线段de、线段be、线段bc、线段ec和线段ab的长度关系满足：ad:de:be:bc:ce:ab＝68:51:49:68:110:100。
8.根据权利要求1所述的一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，所述第一指节、所述第二指节和所述第三指节靠近所述工件的一侧均设置有指节垫，所述指节垫用于与所述工件抵接。
9.根据权利要求6所述的一种复合变位机器人手指装置，其特征在于，所述第三指节上的指节垫与所述工件相抵接的面的法向与所述线段ci平行。
10.一种机器人手设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的复合变位机器人手指装置。
