一種欠驅(qū)動(dòng)高柔順機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械手，具體為一種欠驅(qū)動(dòng)高柔順機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場(chǎng)上接近真手功能的假手是機(jī)電結(jié)合的高科技產(chǎn)品，不但價(jià)格昂貴且維護(hù)費(fèi)用高，不能滿足市場(chǎng)的需要；同時(shí)機(jī)械手的自由度低，只有一個(gè)或幾個(gè)自由度，或者多自由度的機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制比較復(fù)雜，一般都需要多個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)等進(jìn)行控制，因此導(dǎo)致機(jī)械手的重量增大，成本升高，同時(shí)自由度少也影響機(jī)械手的抓取靈活性，對(duì)于不同形狀的物體，難以保證抓取的可靠性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種欠驅(qū)動(dòng)高柔順機(jī)械手，以簡(jiǎn)化現(xiàn)有機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并提高機(jī)械手抓取物體的靈活性。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種欠驅(qū)動(dòng)高柔順機(jī)械手，包括一個(gè)手掌基座和設(shè)置在手掌基座上的五個(gè)手指，各個(gè)手指均包括若干手指關(guān)節(jié)和鉸接在手指關(guān)節(jié)上的手指連桿，手掌基座上設(shè)有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)I，用于驅(qū)動(dòng)大拇指在手掌基座所在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)和除大拇指外的四指的彎曲，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)I包括由電機(jī)I同軸驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤、帶輪I和帶輪II，帶輪I皮帶連接一個(gè)帶輪III，帶輪III的輪軸上連接一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)I，連桿機(jī)構(gòu)I與除大拇指外的其中兩個(gè)手指相連接以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)手指的彎曲；帶輪II皮帶連接一個(gè)帶輪IV，帶輪IV與大拇指的拇指基座固接，以使拇指基座及整個(gè)大拇指手指在帶輪IV的帶動(dòng)下能夠在手掌基座所在的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，拇指基座上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)大拇指手指彎曲的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)II ;轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊在手掌基座上滑動(dòng)，滑塊上連接有連桿機(jī)構(gòu)II，連桿機(jī)構(gòu)II與另外兩個(gè)手指相連接以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)手指的彎曲。
[0005]進(jìn)一步地，該機(jī)械手的食指和中指為四關(guān)節(jié)手指，四關(guān)節(jié)手指包括依次鉸接的指端關(guān)節(jié)、柔順關(guān)節(jié)、指中關(guān)節(jié)和指根關(guān)節(jié)，其中，指中關(guān)節(jié)的桿身與指根關(guān)節(jié)的一端鉸接，指根關(guān)節(jié)的另一端鉸接在機(jī)械手的手掌基座上，與柔順關(guān)節(jié)鉸接的指端關(guān)節(jié)的一端和指中關(guān)節(jié)的一端分別與指端連桿的兩端鉸接，與指中關(guān)節(jié)鉸接的柔順關(guān)節(jié)的一端和指根關(guān)節(jié)的一端分別與指根連桿的兩端鉸接，指中關(guān)節(jié)和指根關(guān)節(jié)之間的桿身上連接有彈簧，指中關(guān)節(jié)在連桿機(jī)構(gòu)I驅(qū)動(dòng)下能夠繞桿身的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)食指和中指彎曲以做抓取和放松動(dòng)作。所述的連桿機(jī)構(gòu)I包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿I，驅(qū)動(dòng)桿I的一端固接在帶輪III的輪軸上，并由設(shè)置在手掌基座上的帶輪III的輪軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在手掌基座上，另一端鉸接一個(gè)傳動(dòng)桿，傳動(dòng)桿的另一端通過(guò)一個(gè)鉸軸分別與食指和中指各自的指中關(guān)節(jié)的一端鉸接。
[0006]進(jìn)一步地，該機(jī)械手的無(wú)名指和小拇指為三關(guān)節(jié)手指，三關(guān)節(jié)手指包括依次鉸接的指端關(guān)節(jié)、指中關(guān)節(jié)和指根關(guān)節(jié)，指根關(guān)節(jié)的桿身鉸接在手掌基座上，與指中關(guān)節(jié)鉸接的指端關(guān)節(jié)的一端和指根關(guān)節(jié)的一端分別與指端連桿的兩端鉸接，與指根關(guān)節(jié)鉸接的指中關(guān)節(jié)的一端鉸接有指根連桿，指根連桿的另一端鉸接在手掌基座上，指根關(guān)節(jié)在連桿機(jī)構(gòu)II驅(qū)動(dòng)下繞桿身的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)無(wú)名指和小拇指彎曲以做抓取和放松動(dòng)作。
[0007]所述的連桿機(jī)構(gòu)II包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿II，驅(qū)動(dòng)桿II的一端通過(guò)一個(gè)鉸軸分別與無(wú)名指和小拇指各自的指根關(guān)節(jié)的一端鉸接，驅(qū)動(dòng)桿II的另一端鉸接在滑塊上。
[0008]所述的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括一個(gè)連桿、滑塊和設(shè)置在手掌基座上的導(dǎo)向桿，連桿的一端鉸接在轉(zhuǎn)盤上，另一端鉸接在滑塊上，滑塊穿設(shè)在導(dǎo)向桿上，并由轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)沿導(dǎo)向桿滑動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步地，該機(jī)械手的大拇指為三關(guān)節(jié)手指，大拇指的三關(guān)節(jié)手指包括依次鉸接的指端關(guān)節(jié)、指中關(guān)節(jié)和指根關(guān)節(jié)，指根關(guān)節(jié)的桿身鉸接在大拇指的拇指基座上，與指中關(guān)節(jié)鉸接的指端關(guān)節(jié)的一端和指根關(guān)節(jié)的一端分別與指端連桿的兩端鉸接，與指根關(guān)節(jié)鉸接的指中關(guān)節(jié)的一端鉸接有指根連桿，指根連桿的另一端鉸接在拇指基座上，指根關(guān)節(jié)在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)II驅(qū)動(dòng)下繞桿身的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)大拇指手指彎曲以做抓取和放松動(dòng)作。
[0010]所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)II包括皮帶傳動(dòng)的從動(dòng)帶輪和主動(dòng)帶輪，主動(dòng)帶輪由設(shè)置在拇指基座上的電機(jī)II帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，指根關(guān)節(jié)的桿身與拇指基座上設(shè)置的從動(dòng)帶輪的輪軸固接，從而由從動(dòng)帶輪的輪軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在拇指基座上。
[0011]有益效果:本實(shí)用新型機(jī)械手五指的彎曲和大拇指在手掌基座所在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)雙個(gè)電機(jī)欠驅(qū)動(dòng)和相應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，簡(jiǎn)化了整個(gè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)，降低了造價(jià)及機(jī)械手的重量，增加了機(jī)械手的靈活性，提高了抓取的可靠性。
[0012]本實(shí)用新型的四關(guān)節(jié)手指運(yùn)用連桿傳動(dòng)，具有多自由度，多運(yùn)動(dòng)鏈協(xié)調(diào)的特點(diǎn)，能夠彎曲自如，大大提高了柔順度，對(duì)不同大小、不同形狀的物體具有自適應(yīng)性，提高了抓取的穩(wěn)定性和靈活性，適用于多種場(chǎng)合，可安裝在現(xiàn)有的多自由度云臺(tái)上，方便二次開發(fā)，制造和安裝成本低，適應(yīng)市場(chǎng)需求。將機(jī)械手常用的食指和中指設(shè)計(jì)為四關(guān)節(jié)手指，無(wú)名指、小拇指和大拇指設(shè)計(jì)為三關(guān)節(jié)手指，便于機(jī)械手抓取物體。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型機(jī)械手手背的俯視圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型機(jī)械手手掌的俯視圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型機(jī)械手四關(guān)節(jié)手指的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記為:1、指端關(guān)節(jié)，2、柔順關(guān)節(jié)，3、指中關(guān)節(jié)，4、指根關(guān)節(jié)，5、指端連桿，6、指根連桿，7、拇指基座，8、驅(qū)動(dòng)桿I，9、傳動(dòng)桿，10、驅(qū)動(dòng)桿II，11、滑塊，12、轉(zhuǎn)盤，13、帶輪I，14、帶輪II，15、帶輪III，16、帶輪IV，17、連桿，18、導(dǎo)向桿，19、從動(dòng)帶輪，20、主動(dòng)帶輪，21、彈簧，22、基座連桿，23、驅(qū)動(dòng)桿支架，24、電機(jī)I，25、電機(jī)II。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1、圖2所示，一種欠驅(qū)動(dòng)高柔順機(jī)械手，包括一個(gè)手掌基座和設(shè)置在手掌基座上的五個(gè)手指，各個(gè)手指均包括若干手指關(guān)節(jié)和鉸接在手指關(guān)節(jié)上的手指連桿，手掌基座上設(shè)有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)I，用于驅(qū)動(dòng)大拇指在手掌基座所在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)和除大拇指外的四指的彎曲，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)I包括由電機(jī)I 24同軸驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤12、帶輪I 13和帶輪II 14，帶輪I 13皮帶連接一個(gè)帶輪III15，帶輪III15的輪軸上連接一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)I，連桿機(jī)構(gòu)I與除大拇指外的其中兩個(gè)手指相連接以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)手指的彎曲；帶輪II 14皮帶連接一個(gè)帶輪IV 16，帶輪IV 16與大拇指的拇指基座7固接，以使拇指基座7及整個(gè)大拇指手指在帶輪IV 16的帶動(dòng)下能夠在手掌基座所在的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，拇指基座7上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)大拇指手指彎曲的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)II ;轉(zhuǎn)盤12的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊11在手掌基座上滑動(dòng)，滑塊11上連接有連桿機(jī)構(gòu)II，連桿機(jī)構(gòu)II與另外兩個(gè)手指相連接以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)手指的彎曲。
[0019]具體實(shí)施中，機(jī)械手的食指和中指為四關(guān)節(jié)手指，無(wú)名指、小拇指和大拇指為三關(guān)節(jié)手指，大拇指的三關(guān)節(jié)手指通過(guò)拇指基座設(shè)置在手掌基座上。
[0020]如圖3所示，食指和中指的四關(guān)節(jié)手指包括依次鉸接的指端關(guān)節(jié)1、柔順關(guān)節(jié)2、指中關(guān)節(jié)3和指根關(guān)節(jié)4，其中，指中關(guān)節(jié)3的桿身與指根關(guān)節(jié)4的一端鉸接，指根關(guān)節(jié)4的另一端鉸接在機(jī)械手的手掌基座上，與柔順關(guān)節(jié)2鉸接的指端關(guān)節(jié)I的一端和指中關(guān)節(jié)3的一端分別與指端連桿5的兩端鉸接，與指中關(guān)節(jié)3鉸接的柔順關(guān)節(jié)2的一端和指根關(guān)節(jié)4的一端分別與指根連桿6的兩端鉸接，指中關(guān)節(jié)3和指根關(guān)節(jié)4之間的桿身上連接有彈簧21，指中關(guān)節(jié)3在連桿機(jī)構(gòu)I驅(qū)動(dòng)下能夠繞桿身的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)食指和中指彎曲以做抓取和放松動(dòng)作。連桿機(jī)構(gòu)I包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿I 8，驅(qū)動(dòng)桿I 8的一端固接在帶輪III 15的輪軸上，并由設(shè)置在手掌基座上的帶輪III 15的輪軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在手掌基座上，另一端鉸接一個(gè)傳動(dòng)桿9，傳動(dòng)桿9的另一端通過(guò)一個(gè)鉸軸分別與食指和中指各自的指中關(guān)節(jié)3的一端鉸接(兩者指中關(guān)節(jié)的此端為非鉸接有柔順關(guān)節(jié)的一端)。其中，指中關(guān)節(jié)