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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明公开一种基于欠驱动机械手和爪刺的附着装置，涉及攀爬机器人领域。附着装置的主体基座前侧及左右两侧均铰接有欠驱动双指节手指；每根双指节手指的近指节与远指节上底面均设计有柔性爪刺。主体基座上安装有特制绞盘，两根附着驱动绳及两根脱附驱动绳穿过绞盘上的开槽连接四根手指，进而仅通过一个驱动来驱动绞盘旋转，即可实现对四根手指的加载，由两根附着驱动绳带动左右及前后两根手指向下弯曲，实现附着功能；由两根同时该绞盘上还穿有两根脱附驱动绳，分别实现左右及前后两根手指向反向运动，实现脱附。同时远指节和其上的爪刺部分之间具有前后方向的移动副，使附着时具有较好的形状适应性，提供更大的附着力。

主权项：1.一种基于爪刺附着阵列的欠驱动手，其特征在于：包括四根双指节手指，两根附着驱动绳，两根脱附驱动绳，驱动模块以及基座；所述基座的前侧左右位置，以及左侧和右侧面上铰接双指节手指；双指节手指具有近指节与远指节；近指节与远指节间以及近指节与基座间铰接，铰接处安装扭簧；上述双指节手指中近指节底部安装爪刺；远指节底部具有凹槽，槽内左右位置具有相互滑动连接的两个爪刺滑块，两个爪刺滑块侧壁上设计滑块与远指节左右侧壁上开设的滑槽配合滑动连接形成沿远指节前后方向的移动副；同时两个爪刺滑块通过弹力绳与远指节前端连接；两个爪刺滑块底部安装有爪刺，左右侧壁上对应位置开孔，一根直径小于开孔径向长度的负载均分轴穿过两爪刺滑块侧壁上的开孔以及远指节左右侧壁上的滑槽设置；所述驱动模块包括驱动舵机与驱动绞盘；其中，驱动绞盘为圆筒结构，与驱动舵机输出轴同轴固定；驱动舵机通过舵机架安装于基座上；驱动绞盘上沿轴向设计有上、中、下三层线槽，每层两条沿驱动绞盘外壁周向设计的线槽，左右对称设置；两根附着驱动绳中的一根穿过下层的两线槽，左端依次穿过基座左侧双指节手指中近指节下部的穿绳孔以及远指节下部的穿绳孔后，固定于负载均分轴上；右端依次穿过基座右侧双指节手指中近指节下部的穿绳孔以及远指节下部的穿绳孔后，固定于负载均分轴上；且在基座左右两侧双指节手指的近指节与远指节以及近指节与基座间夹角处于180度时，附着驱动绳与俯视下两线槽逆时针方向一端接触；另一根附着驱动绳穿过中层的两条线槽，左端依次经基座前方左侧双指节手指中近指节下方的穿绳孔以及远指节下方的穿绳孔后，固定于负载均分轴上；右端依次经基座前方右侧双指节手指中近指节下方的穿绳孔以及远指节下方的穿绳孔后，固定于负载均分轴上；且在基座前方左右两侧双指节手指的近指节与远指节以及近指节与基座间夹角处于180度时，附着驱动绳与俯视下两线槽逆时针方向一端接触；所述两根脱附驱动绳均穿过上层的两线槽；其中一根脱附驱动绳的两端分别穿过基座左右两侧双指节手指中近指节上方的穿绳孔后固定于远指节基座上方凸台上；另一根脱附驱动绳两端同样分别穿过基座前方左右两侧双指节手指中近指节上方的穿绳孔后固定于远指节上方凸台上；且在基座左右两侧双指节手指、以及基座前方左右两侧双指节手指的近指节与远指节以及近指节与基座间夹角处于180度时，两根脱附驱动绳与俯视下两线槽顺时针方向一端接触；当驱动绞盘俯视下顺时针转动时，两根附着驱动绳在绞盘上缠绕，拉动四根双指节手指和其上的爪刺滑块，实现双指节手指的弯曲；过程中，两根脱附驱动绳不与上层两线槽端部接触；当近指节与远指节与被附着表面完成贴合时，附着驱动绳拉动负载均分轴带动两个爪刺滑块向近指节方向移动，使得远指节上的爪刺会与附着表面形成锁和或是钩挂；同时负载均分轴允许发生倾斜使两个爪刺滑块产生不同程度的向近指节方向的位移，增加与被附着表面接触的爪刺数量，增加附着成功率；在进行脱附时，驱动绞盘反向旋转，则两根脱附驱动绳会与脱附驱动绳线槽的边缘接触，缠绕在驱动绞盘上，自由长度缩短，反向拉动根手指，完成脱附。

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