机械手指的转动角度测量装置的制作方法

本申请涉及机械手领域，特别涉及一种机械手指的转动角度测量装置。

背景技术：

1、在工业精密装配、医疗辅助操作、电子元件加工等对运动精度要求严苛的领域，机械手指（可搭配仿生手、工业机械抓手、协作式机械手使用）凭借其多关节自由度调节能力与稳定的动作控制性能，已成为替代人工完成高难度、高频次精细操作的关键执行部件。

2、当前，机械手指的转动角度控制普遍依赖“上位机指令-内部驱动电机-电机轴端编码器”的闭环模式：上位机发出角度控制指令后，驱动电机带动机械手指的传动结构转动，同时电机轴端集成的编码器读取电机转动角度，间接推算机械手指关节的实际转动角度，以此实现对机械手指转动过程的监控与调整。

3、然而，受机械手指结构设计固有特性及机械传动规律影响，上述控制模式存在一下缺陷：一方面，因设计需求，机械手指内部连杆与手指外壳的转动圆心、转动半径存在显著差异，电机转动需经连杆传动机构转换才能传递至机械手指关节，导致电机转动角度与机械手指关节实际角度无法线性对应，电机轴端编码器数据无法反映机械手指关节的真实转动状态；另一方面，机械传动系统中的虚位问题，如关节齿轮啮合间隙、轴承装配间隙、传动联轴器弹性形变，会使电机需先克服间隙才能带动机械手指关节转动，造成机械手指关节转动滞后于指令信号，最终导致上位机预期角度与机械手指关节实际转动角度产生偏差，在各类对精度有要求的作业场景中，可能导致操作偏差，影响作业质量。

技术实现思路

1、本申请的主要目的是提出一种机械手指的转动角度测量装置，旨在解决现有机械手指的转动角度检测结果与实际转动角度存在偏差、影响作业精度的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提出一种机械手指的转动角度测量装置，所述机械手指包括手指基座、与所述手指基座转动连接的手指活动部、以及用于驱动手指活动部转动的驱动机构，所述转动角度测量装置包括：

3、安装座，所述安装座设有用于固定所述手指基座的安装部；

4、角度检测器，所述角度检测器设于所述安装座上，所述角度检测器具有可绕其自身轴线转动的输出轴，所述输出轴用于传递角位移信号以实现角度检测；

5、夹具，所述夹具设有用于夹持所述手指活动部的夹持腔，所述夹具与所述输出轴连接，用于在所述驱动机构带动所述手指活动部转动时，带动所述输出轴转动。

6、在一些实施例中，所述夹具包括第一夹座和第二夹座，所述第一夹座与所述第二夹座可拆卸连接并围合形成所述夹持腔。

7、在一些实施例中，所述第一夹座与所述第二夹座之间设置有定位结构，所述定位结构包括设于所述第一夹座、所述第二夹座其中一者的定位凹槽，以及设于第一夹座与所述第二夹座中另一者的定位凸块，所述定位凸块可与所述定位凹槽卡位配合以使所述第一夹座相对所述第二夹座定位。

8、在一些实施例中，所述定位凹槽设有至少两个，各所述定位凹槽沿所述第一夹座/所述第二夹座的对接面边缘间隔分布；

9、所述定位凸块的数量与所述定位凹槽的数量一致，且各所述定位凸块的位置与所述定位凹槽的位置一一对应，每个所述定位凸块均可与对应的定位凹槽形成卡位配合。

10、在一些实施例中，所述第一夹座和/或所述第二夹座背离所述夹持腔的一侧设有固定孔，所述输出轴可伸入所述固定孔内并卡于所述固定孔内。

11、在一些实施例中，所述第一夹座和/或所述第二夹座位于所述夹持腔的一侧设有缓冲层。

12、在一些实施例中，所述安装座包括第一凸台和第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台之间设置有隔板，所述角度检测器设于所述第一凸台，所述隔板设有供所述输出轴穿设的穿孔，所述安装部设于所述第二凸台上。

13、在一些实施例中，所述安装部为与所述手指基座外形适配的安装槽。

14、在一些实施例中，所述穿孔的轴线与所述安装槽的轴线垂直设置。

15、在一些实施例中，所述角度检测器为光电编码器、磁编码器或旋转变压器中的任意一种。

16、本申请的转动角度测量装置利用安装座的安装部与机械手指的手指基座形成固定连接，确保整个测量装置与机械手指之间建立稳定的基准关联，避免因基准偏移导致的测量误差；而且通过夹具的夹持腔与手指活动部形成可靠夹持，并将夹具与角度检测器的输出轴固连，使手指活动部在驱动机构带动下的转动能直接传递至输出轴，进而由角度检测器将机械转动转化为角位移信号，实现对转动角度的直接检测。相较于传统通过驱动机构（如电机）轴端编码器间接推算手指活动部角度的方式，本申请的技术方案规避了驱动机构与手指活动部之间传动链路（如连杆、齿轮等）的非线性传动特性及虚位对检测结果的影响，消除了间接推算过程中因传动间隙、弹性形变等带来的角度偏差；而且，整个转动角度测量装置结构紧凑、装配便捷，无需对机械手指自身的驱动机构、传动结构进行改造，即可快速实现对不同规格机械手指活动部转动角度的测量，既保证了测量精度，又具备良好的通用性与实用性，有效解决了现有间接测量方式中检测结果与手指活动部实际转动角度不一致、误差累积等技术问题，为机械手指转动角度的精准管控提供了可靠的检测手段。

1.一种机械手指的转动角度测量装置，所述机械手指包括手指基座、与所述手指基座转动连接的手指活动部、以及用于驱动手指活动部转动的驱动机构，其特征在于，所述转动角度测量装置包括：

2.根据权利要求1所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述夹具包括第一夹座和第二夹座，所述第一夹座与所述第二夹座可拆卸连接并围合形成所述夹持腔。

3.根据权利要求2所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述第一夹座与所述第二夹座之间设置有定位结构，所述定位结构包括设于所述第一夹座、所述第二夹座其中一者的定位凹槽，以及设于第一夹座与所述第二夹座中另一者的定位凸块，所述定位凸块可与所述定位凹槽卡位配合以使所述第一夹座相对所述第二夹座定位。

4.根据权利要求3所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述定位凹槽设有至少两个，各所述定位凹槽沿所述第一夹座/所述第二夹座的对接面边缘间隔分布；

5.根据权利要求2所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述第一夹座和/或所述第二夹座背离所述夹持腔的一侧设有固定孔，所述输出轴可伸入所述固定孔内并卡于所述固定孔内。

6.根据权利要求2所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述第一夹座和/或所述第二夹座位于所述夹持腔的一侧设有缓冲层。

7.根据权利要求2所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述安装座包括第一凸台和第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台之间设置有隔板，所述角度检测器设于所述第一凸台，所述隔板设有供所述输出轴穿设的穿孔，所述安装部设于所述第二凸台上。

8.根据权利要求7所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述安装部为与所述手指基座外形适配的安装槽。

9.根据权利要求8所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述穿孔的轴线与所述安装槽的轴线垂直设置。

10.根据权利要求1至9任一项所述的机械手指的转动角度测量装置，其特征在于，所述角度检测器为光电编码器、磁编码器或旋转变压器中的任意一种。