專利名稱：一種機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能機(jī)器人的局部設(shè)計(jì)，尤其涉及一種用于智能機(jī)器人的同步控制靈巧機(jī)械手。
背景技術(shù)：
機(jī)械手外形類似于人手，功能多樣，既能進(jìn)行各種常規(guī)動(dòng)作，又能平穩(wěn)抓持各種形狀的物體。相對(duì)于簡(jiǎn)單的末端操作器，機(jī)器人靈巧手具有通用性強(qiáng)、感知能力豐富、能夠?qū)崿F(xiàn)滿足幾何封閉和力封閉的精確、穩(wěn)固抓取等優(yōu)點(diǎn)。靈巧手在運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)上越來(lái)越接近人手，但在靈活程度和觸覺(jué)感知程度方面的設(shè)計(jì)仍有欠缺。因此，提供一種具有高觸覺(jué)感知度、高仿真度、手指靈巧的機(jī)械手已是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手，能夠通過(guò)感知使用者手部的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，便于控制，集高仿真、高觸覺(jué)感知度和高靈活度等多種優(yōu)點(diǎn)于一體。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是一種機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手，包括機(jī)械手、控制手套以及信號(hào)傳輸裝置，所述機(jī)械手包括手掌和手指，所述手掌包括連接板、掌殼和安裝在掌殼內(nèi)并與所述手指相連的搖擺裝置，所述手指包括至少兩個(gè)指關(guān)節(jié)和設(shè)置在相鄰指關(guān)節(jié)之間的彎折器，所述控制手套上設(shè)置有彎曲傳感器，所述信號(hào)傳輸裝置包括設(shè)置在所述控制手套上的信號(hào)發(fā)射器和設(shè)置在所述機(jī)械手上的信號(hào)接收器。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述手指包括拇指、食指、中指、無(wú)名指和小拇指，所述拇指包括指根和兩個(gè)指關(guān)節(jié)，所述食指、中指、無(wú)名指和小拇指均包括指根和三個(gè)指關(guān)節(jié)。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述搖擺裝置包括用來(lái)控制所述食指、中指、無(wú)名指和小拇指的減速電機(jī)I、減速電機(jī)I的固定架、與減速電機(jī)I軸接的齒輪I、與齒輪I嚙合的冠齒輪I、與冠齒輪I同軸連接的編碼盤(pán)I、與冠齒輪I相連的搖擺桿、設(shè)置在所述手指與所述掌殼之間的推力軸承以及用來(lái)控制拇指的舵機(jī)，所述搖擺桿與所述食指、中指、無(wú)名指和小拇指的指根通過(guò)曲柄滑塊結(jié)構(gòu)相連接。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述彎折器包括轉(zhuǎn)軸、減速電機(jī)II、與減速電機(jī)II軸接的齒輪II、與齒輪II嚙合并與所述轉(zhuǎn)軸同軸的冠齒輪II以及與冠齒輪II軸接的編碼盤(pán)II，所述冠齒輪II與所述指關(guān)節(jié)的內(nèi)壁固定連接。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述連接板開(kāi)設(shè)穿線孔。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本實(shí)用新型能夠通過(guò)控制手套上的彎曲傳感器檢測(cè)使用者手部動(dòng)作，并通過(guò)信號(hào)傳輸裝置將檢測(cè)信號(hào)傳送到機(jī)械手，機(jī)械手根據(jù)接收到的檢測(cè)信號(hào)并通過(guò)手掌上的搖擺裝置和手指上的彎折器分別實(shí)現(xiàn)手指的搖擺和指關(guān)節(jié)的彎折、伸展，實(shí)現(xiàn)使用者和機(jī)械手的動(dòng)作同步，操作簡(jiǎn)單，集高仿真、高觸覺(jué)感知度和高靈活度等多種優(yōu)點(diǎn)于一體。

圖I是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的手指部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的手掌部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、連接板2、減速電機(jī)I 3、固定架4、齒輪I 5、冠齒輪I 6、搖擺桿
7、指根8、掌殼9、減速電機(jī)II 10、齒輪II 11、轉(zhuǎn)軸12、冠齒輪II 13、舵機(jī)14、拇指15、食指16、中指17、無(wú)名指18、小拇指19、指關(guān)節(jié)20、穿線孔。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參看附圖，本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)中包括機(jī)械手、控制手套以及信號(hào)傳輸裝置，機(jī)械手包括手掌和手指，手掌包括開(kāi)設(shè)有穿線孔20的連接板I、掌殼8和安裝在掌殼8內(nèi)并與手指相連的搖擺裝置，手指包括至少兩個(gè)指關(guān)節(jié)19和設(shè)置在相鄰指關(guān)節(jié)19之間的彎折器，控制手套上設(shè)置有彎曲傳感器，信號(hào)傳輸裝置包括設(shè)置在控制手套上的信號(hào)發(fā)射器和設(shè)置在機(jī)械手上的信號(hào)接收器。手指包括姆指14、食指15、中指16、無(wú)名指17和小姆指18,姆指14包括指根7和兩個(gè)指關(guān)節(jié)19，食指15、中指16、無(wú)名指17和小拇指18均包括指根7和三個(gè)指關(guān)節(jié)19。搖擺裝置包括用來(lái)控制食指15、中指16、無(wú)名指17和小拇指18的減速電機(jī)I 2、減速電機(jī)I 2的固定架3、與減速電機(jī)I 2軸接的齒輪I 104、與齒輪I 4嚙合的冠齒輪I 5、與冠齒輪I 5同軸連接的編碼盤(pán)I、與冠齒輪I 5相連的搖擺桿6、設(shè)置在手指與掌殼8之間的推力軸承以及用來(lái)控制拇指14的舵機(jī)13，搖擺桿6與食指15、中指16、無(wú)名指17和小拇指18的指根7均通過(guò)曲柄滑塊結(jié)構(gòu)相連接。彎折器包括轉(zhuǎn)軸11、減速電機(jī)II 9、與減速電機(jī)II 9軸接的齒輪II 10、與齒輪II 10
嚙合并與轉(zhuǎn)軸11同軸的冠齒輪II 12以及與冠齒輪II 12軸接的編碼盤(pán)II，冠齒輪II 12與指關(guān)節(jié)19的內(nèi)壁固定連接。使用時(shí)，使用者戴上控制手套進(jìn)行各種動(dòng)作，控制手套上的彎曲傳感器檢測(cè)使用者手部的動(dòng)作，并通過(guò)信號(hào)傳輸裝置將檢測(cè)信號(hào)傳送到機(jī)械手，機(jī)械手根據(jù)接收到的檢測(cè)信號(hào)并通過(guò)手掌上的搖擺裝置和手指上的彎折器分別實(shí)現(xiàn)手指的搖擺和指關(guān)節(jié)的彎折、伸展，具體來(lái)講，減速電機(jī)I 2依次帶動(dòng)齒輪I 4、冠齒輪I 5和搖擺桿6進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，食指15、中指16、無(wú)名指17和小拇18被對(duì)應(yīng)的搖擺桿6帶動(dòng)而進(jìn)行搖擺動(dòng)作，舵機(jī)13可以控制拇指14的屈伸，減速電機(jī)II 9依次帶動(dòng)齒輪II 10和冠齒輪II 12進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，冠齒輪II 12可以帶動(dòng)指關(guān)節(jié)19圍繞轉(zhuǎn)軸11進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而表現(xiàn)為指關(guān)節(jié)19的彎折動(dòng)作，編碼盤(pán)I和編碼盤(pán)II能夠分別測(cè)量冠齒輪I 5和冠齒輪II 12的轉(zhuǎn)動(dòng)量并進(jìn)行信息反饋，實(shí)現(xiàn)使用者和機(jī)械手的動(dòng)作同步，操作簡(jiǎn)單，集高仿真、高觸覺(jué)感知度和高靈活度等多種優(yōu)點(diǎn)于一體。另外，推力軸承可以減少手指與掌殼8之間的摩擦，增強(qiáng)手指動(dòng)作的靈活性；穿線孔20用于穿入導(dǎo)線以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手與外部的信息傳輸，連接板I用于連接機(jī)械手與外部零件的機(jī)械連接。上述描述僅作為本實(shí)用新型可實(shí)施的技術(shù) 方案提出，不作為對(duì)其技術(shù)方案本身的單一限制條件。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手，其特征在于包括機(jī)械手、控制手套以及信號(hào)傳輸裝置，所述機(jī)械手包括手掌和手指，所述手掌包括連接板、掌殼和安裝在掌殼內(nèi)并與所述手指相連的搖擺裝置，所述手指包括至少兩個(gè)指關(guān)節(jié)和設(shè)置在相鄰指關(guān)節(jié)之間的彎折器，所述控制手套上設(shè)置有彎曲傳感器，所述信號(hào)傳輸裝置包括設(shè)置在所述控制手套上的信號(hào)發(fā)射器和設(shè)置在所述機(jī)械手上的信號(hào)接收器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手，其特征在于所述手指包括拇指、食指、中指、無(wú)名指和小姆指，所述姆指包括指根和兩個(gè)指關(guān)節(jié)，所述食指、中指、無(wú)名指和小拇指均包括指根和三個(gè)指關(guān)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手，其特征在于所述搖擺裝置包括用來(lái)控制所述食指、中指、無(wú)名指和小拇指的減速電機(jī)I、減速電機(jī)I的固定架、與減速電機(jī)I軸接的齒輪I、與齒輪I嚙合的冠齒輪I、與冠齒輪I同軸連接的編碼盤(pán)I、與冠齒輪I相連的搖擺桿、設(shè)置在所述手指與所述掌殼之間的推力軸承以及用來(lái)控制所述拇指的舵機(jī)，所述搖擺桿與所述食指、中指、無(wú)名指和小拇指的指根通過(guò)曲柄滑塊結(jié)構(gòu)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手，其特征在于所述彎折器包括轉(zhuǎn)軸、減速電機(jī)II、與減速電機(jī)II軸接的齒輪II、與齒輪II嚙合并與所述轉(zhuǎn)軸同軸的冠齒輪II以及與冠齒輪II軸接的編碼盤(pán)II，所述冠齒輪II與所述指關(guān)節(jié)的內(nèi)壁固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手，其特征在于所述連接板開(kāi)設(shè)穿線孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)器人同步靈巧機(jī)械手，包括機(jī)械手、控制手套以及信號(hào)傳輸裝置，所述機(jī)械手包括手掌和手指，所述手掌包括連接板、掌殼和安裝在掌殼內(nèi)并與所述手指相連的搖擺裝置，所述手指包括至少兩個(gè)指關(guān)節(jié)和設(shè)置在相鄰指關(guān)節(jié)之間的彎折器，所述控制手套上設(shè)置有彎曲傳感器，所述信號(hào)傳輸裝置包括設(shè)置在所述控制手套上的信號(hào)發(fā)射器和設(shè)置在所述機(jī)械手上的信號(hào)接收器。本實(shí)用新型能夠通過(guò)感知使用者手部的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，便于控制，集高仿真、高觸覺(jué)感知度和高靈活度等多種優(yōu)點(diǎn)于一體。
文檔編號(hào)B25J15/08GK202572399SQ20122021740
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者石九龍, 趙新?tīng)N, 袁帥, 何清葉, 李航宇, 潘世豪, 孫嘉琪 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)