機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械手，特別是涉及一種具有機械手指的機械手。
【背景技術】
[0002]具有機械手指的機械手，在工業(yè)和生活等領域已經(jīng)有非常重要的應用。
[0003]現(xiàn)有機械手的機械手指有兩種示教再現(xiàn)方式:
1、示教者通過控制端控制機械手指的運動，對機械手進行示教，再現(xiàn)時機械手指根據(jù)控制端記錄的數(shù)據(jù)再現(xiàn)。這種方式，示教麻煩，但再現(xiàn)和示教都是機械手指執(zhí)行動作，示教準確。
[0004]2、人手戴上用來采集人手指運動數(shù)據(jù)的示教手套執(zhí)行動作，控制模塊記憶下來相關的數(shù)據(jù)并控制機械手指運動，機械手指根據(jù)示教手套采集的數(shù)據(jù)模仿人手指運動。這種控制方式的優(yōu)點是:示教方便；缺點是:示教時，人手通過機械手套執(zhí)行動作，而再現(xiàn)時，機械手執(zhí)行動作，示教不準確?；蛘撸窘虝r人手戴上示教手套運動，機械手執(zhí)行示教動作，再現(xiàn)時機械手執(zhí)行再現(xiàn)動作，這樣示教和再現(xiàn)都是機械手執(zhí)行動作，示教準確，但因為示教時人手和機械手的位置差異，示教不方便。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能夠方便和準確示教的具有機械手指的機械手，以及一種能夠對具有手指的機械手方便和準確示教的示教方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的機械手包括:一種機械手，包括:至少一個具有至少一個機械指節(jié)的機械手指、與機械手指連接的機械手掌、用于直接或間接測量機械指節(jié)間和/或機械指節(jié)與機械手掌間相對運動位置的位移傳感器、用于驅動機械指節(jié)間和/或機械指節(jié)與機械手掌間相對運動的動力模塊、用于控制動力模塊運動的控制模塊；位移傳感器將檢測的位置信號傳遞給控制模塊；還包括:設置在機械指節(jié)上用于將示教指節(jié)和機械指節(jié)連接的指連接結構。這樣示教時，示教指節(jié)通過指連接結構帶動機械指節(jié)運動，使具有機械手指的機械手的示教方便準確；同時示教指節(jié)可以通過指連接結構感受到指連接結構或機械指節(jié)所受外力，形成負反饋，使示教更方便準確。
[0007]進一步的，指連接結構為用于套接示教指節(jié)的指套；指套為套裝結構；指套固定在第一機械指節(jié)上，或指套固定在其它機械指節(jié)上，或多個指套分別固定在不同的機械指節(jié)上。連接結構為套狀結構的指套，結構簡單。
[0008]進一步的，指連接結構還用于動作執(zhí)行，其主體結構的材料為受力不易變形的硬材料。指連接結構連接示教手指，將其用于動作執(zhí)行可使示教進一步的方便準確。
[0009]進一步的，指連接結構還包括固定在主體結構上的用于縮緊連接示教手指的彈性結構。彈性結構具有彈性，可以縮緊示教指節(jié)，這樣指連接結構不易與示教指節(jié)脫離。
[0010]進一步的，機械手還包括包裹在指連接結構外層的軟體結構。這樣避免硬材料的主體結構直接對物體施加力，使力過大或過小。
[0011]進一步的，機械手還包括固定在第一機械指節(jié)上的執(zhí)行結構；執(zhí)行結構呈一定弧度或角度彎向機械掌心。這樣更利于機械手執(zhí)行摳、抓等需要多個指節(jié)向掌心彎曲的動作，減少了機械手指節(jié)不足的缺點。
[0012]進一步的，機械手還包括設置在機械手掌上用于連接示教手掌的掌連接結構。掌連接結構可以是示教手掌和機械手掌連接，從而將示教手整體的動作示教給機械手。
[0013]進一步的，掌連接結構和指連接結構連為一體。這樣方便示教手穿戴指連接結構和掌連接結構。
[0014]進一步的，機械手還包括與機械手掌連接的機械手臂；機械手臂包括至少一個機械肢節(jié)；位移傳感器還用于直接或間接測量機械肢節(jié)間和/或機械肢節(jié)與機械手掌間的相對運動位置；動力模塊還用于驅動機械肢節(jié)間和/或機械肢節(jié)與機械手掌間的相對運動。這樣不僅機械手指的運動可以被方便準確示教，機械手掌的運動也可以被方便準確的示教，由于機械手指連接在機械手掌上，從而機械手指的整體運動也可以被方便準確的示教。
[0015]一種具有手指的機械手的示教再現(xiàn)方法，包括下述步驟:
示教時，將設置在機械指節(jié)上的指連接結構和示教指節(jié)連接；示教指節(jié)通過指連接結構帶動機械指節(jié)運動；位移傳感器直接或間接測量機械指節(jié)間和/或機械指節(jié)與機械手掌間相對運動位置信息，并傳給控制模塊，控制模塊記錄多個時間點的各位置信息；再現(xiàn)時，控制模塊根據(jù)記錄的位置信息控制各機械指節(jié)運動。這種示教再現(xiàn)方法，示教指節(jié)通過指連接結構帶動機械指節(jié)運動，使具有機械手指的機械手的示教方便準確；同時示教指節(jié)可以通過指連接結構感受到指連接結構或機械指節(jié)所受外力，形成負反饋，使示教更方便準確。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0017]圖1是機械手結構圖。
[0018]圖2是機械手和人手的配合圖。
[0019]圖3是具有手臂的機械手和人手的配合圖。
[0020]圖4是指套剖面圖。
[0021]圖5是指套和掌套連為一體的機械手結構圖。
[0022]圖6是指套和掌套連為一體的機械手結構圖。
[0023]圖7是第一和第二機械指節(jié)上都固定有指套的機械手簡化圖。
[0024]圖8是第一、第二和第三機械指節(jié)上都固定有指套的機械手簡化圖。
[0025]圖9是只有第一和第二兩個機械指節(jié)的機械手簡化圖。
【具體實施方式】
[0026]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“固定”應做廣義理解，指兩個零部件固定連接或兩個零部件一體化。
[0027]如圖1和圖2所示，人手8作為示教手，人手指801作為示教手指，人手指節(jié)801a作為示教指節(jié)，人手掌802作為示教手掌(也可以動物手等作為示教手)。指套601作為指連接結構，指連接結構還可以是夾子等結構。機械手包括101、102、103、104、105五個機械手指，五個機械手指分別裝在機械手掌2上的不同位置。五個機械手指有相似的結構，以位于食指位置的機械手指101為例，機械手指101包括第一機械指節(jié)101a、第二機械指節(jié)101b、第三機械指節(jié)101c、第四機械指節(jié)101d，第一機械指節(jié)1la和第二機械指節(jié)101b、第二機械指節(jié)1lb和第三機械指節(jié)101c、第三機械指節(jié)1lc和第四機械指節(jié)1ld分別在關節(jié)101e、101f、101g處組成轉動副，第四機械指節(jié)1ld與機械手掌2在關節(jié)1lh處組成轉動畐IJ，關節(jié)101e、101f、101g處的轉動副軸線互相平行且都與關節(jié)1lh處的轉動副軸線垂直。在關節(jié)101e、1lf、1lgUOlh處分別裝有電機3 (可以使電機定子和轉子分別固定在兩個相連的零部件上)，它們分別用于驅動第一機械指節(jié)1la與第二機械指節(jié)101b、第二機械指節(jié)1lb與第三機械指節(jié)101c、第三機械指節(jié)1lc與第四機械指節(jié)101d、第四機械指節(jié)1ld與機械手掌2相互轉動。在電機3上裝有用于檢測電機3的轉子角度位移的編碼器4。第一機械指節(jié)1la上固定有指套601，指套601用于套接食指上的第一人手指節(jié)801a。機械手掌2上固定有掌套7，掌套7用于套接人手掌802，從而將機械手掌2與人手掌802連接(機械手掌2也可不與人手掌802連接，機械手掌2可與其它物體通過鉸鏈或固定等方式連接)。
[0028]示教時，第一人手指節(jié)801a通過指套601帶動第一機械指節(jié)1la運動，機械手指101各指節(jié)運動，進而帶動各關節(jié)位置的電機3轉動，各編碼器4采集各時間點各電機3的轉子角位移信息并傳遞給控制模塊5，控制模塊5記錄各時間點各電機3的轉子角位移。機械手工作時，第一人手指節(jié)801a退出指套601，控制模塊5根據(jù)記錄的各時間點各電機3的轉子角位移信息控制各電機3轉動，從而再現(xiàn)示教時機械手指101的運動。
[0029]其它手指與機械手指101的結構、示教及工作原理相似。機械手指105的第四機械指節(jié)105d與機械手掌2在關節(jié)105h處組成轉動副，因為機械手指105位于拇指位置，所以105h處的轉動軸線與關節(jié)1lh處的轉動軸線成一角度a，這樣可以使機械手指105更好的跟隨人手拇指的動作，優(yōu)選a值的范圍20~90度。
[0030]如圖3所示，掌套7作為掌連接結構。機械手還包括機械手臂9，機械手掌2和機械手臂9連接關節(jié)處裝有電機3，機械手臂9各關節(jié)處也裝有電機3，機械手臂9和基座10連接，它們的連接關節(jié)處也有電機3，每個電機3上都裝有編碼器4?；?0固定在墻體、桌面或操作臺等上。示教時，人手掌802插入掌套7，第一人手指節(jié)801a插入指套601，第一人手指節(jié)801a運動帶動機械手指101運動，人手掌802運動帶動