仿生機械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及機械裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種仿生機械手，包括：機械手本體和依次設(shè)置在所述機械手本體上的多個機械手指，且每個所述機械手指均能夠單獨相對所述機械手本體進行彎曲和伸展運動；每個所述機械手指均包括第一傳動單元和依次設(shè)置的多個指骨，最末端的所述指骨插設(shè)在所述機械手本體的內(nèi)部，所述第一傳動單元設(shè)置在最末端的所述指骨上，且所述第一傳動單元的動力輸出端與下一節(jié)所述指骨連接，并帶動該下一節(jié)所述指骨相對所述機械手本體彎曲和伸展，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的仿生機械手不能實現(xiàn)單個手指的彎曲和伸展，靈活性較低的技術(shù)問題。
【專利說明】
仿生機械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及機械裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種仿生機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]手是人體最靈巧的器官之一，它能完成各種精細的工作，仿生機械手是基于對人手模仿而設(shè)計的一種機械裝置，高自由度的機械手可以完成一系列的復雜動作，可裝備在機器人上，使機器人的動作更為靈活，實現(xiàn)對人類手臂的模仿，也可用于醫(yī)療假肢，代替手臂，解決截肢者生活不便的問題。
[0003]現(xiàn)有的仿生機械手手指的運動方式一般有兩種，一是拇指獨立運動，其他四指聯(lián)動，二是拇指和食指獨立運動，其他三指聯(lián)動，這兩種運動方式的自由度均不高，不能實現(xiàn)單個手指的彎曲和伸展，不能精確控制手指動作，降低了仿生機械手的靈活性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種仿生機械手，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的仿生機械手不能實現(xiàn)單個手指的彎曲和伸展，靈活性較低的技術(shù)問題。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提供一種仿生機械手，包括:機械手本體和依次設(shè)置在所述機械手本體上的多個機械手指，且每個所述機械手指均能夠單獨相對所述機械手本體進行彎曲和伸展運動；
[0006]每個所述機械手指均包括第一傳動單元和依次設(shè)置的多個指骨，最末端的所述指骨插設(shè)在所述機械手本體的內(nèi)部，所述第一傳動單元設(shè)置在最末端的所述指骨上，且所述第一傳動單元的動力輸出端與下一節(jié)所述指骨連接，并帶動該下一節(jié)所述指骨相對所述機械手本體彎曲和伸展。
[0007]進一步地，每個所述機械手指還包括第二傳動單元，所述第二傳動單元設(shè)置在除最前端和最末端之外的所述指骨上，用于帶動相鄰的下一節(jié)所述指骨進行彎曲和伸展運動。
[0008]具體地，所述第一傳動單元和所述第二傳動單元均包括:第一動力源、第一齒輪和第一冠狀齒輪，所述第一齒輪與所述第一動力源的輸出軸連接，所述第一冠狀齒輪與所述第一齒輪嚙合，且所述第一齒輪所在的平面與所述第一冠狀齒輪所在的平面相互垂直；
[0009]所述第一冠狀齒輪與相應的下一節(jié)所述指骨連接，所述第一冠狀齒輪的轉(zhuǎn)動能夠帶動相應的下一節(jié)所述指骨進行彎曲和伸展運動。
[0010]進一步地，多個所述機械手指分別為:拇指、食指、中指、無名指和小拇指，位于最側(cè)邊的其中一個所述機械手指為拇指；
[0011]所述機械手本體上設(shè)置第二動力源，所述拇指的最末端的所述指骨的端面上設(shè)置有轉(zhuǎn)孔，所述第二動力源的輸出軸固定插設(shè)在所述轉(zhuǎn)孔的內(nèi)部，從而使所述拇指能夠朝向所述機械手本體的一側(cè)運動。
[0012]進一步地，所述食指、所述中指、所述無名指和所述小拇指與最前端指骨相鄰的所述指骨內(nèi)設(shè)置有連桿；
[0013]所述連桿的一端與相鄰的所述第二傳動單元的第一冠狀齒輪固定連接，另一端與最前端的所述指骨連接，且最前端的所述指骨和與其相鄰的所述指骨轉(zhuǎn)動連接。
[0014]進一步地，所述仿生機械手還包括第三傳動單元，所述第三傳動單元設(shè)置在所述機械手本體的內(nèi)部用于帶動所述食指、所述無名指和所述小拇指在平面內(nèi)的張開和閉合；
[0015]所述第三傳動單元包括直線運動部和張合部，所述食指、所述無名指和所述小拇指的最末端的所述指骨均與所述張合部連接，所述直線運動部用于帶動所述張合部運動，從而實現(xiàn)所述食指、所述無名指和所述小拇指在平面內(nèi)的張開和閉合。
[0016]具體地，所述直線運動部包括第三動力源、第二齒輪和齒條，所述第二齒輪與所述第三動力源的輸出軸連接，且與所述齒條嚙合；
[0017]所述齒條設(shè)置在所述機械手本體的內(nèi)側(cè)壁上，且能夠在所述機械手本體的內(nèi)側(cè)壁上做直線運動；
[0018]所述張合部包括第一彎桿、第二彎桿和第三彎桿，所述第一彎桿的一端和所述第二彎桿的一端分別與所述食指和所述無名指的最末端的所述指骨連接，另一端同時與所述齒條鉸接；
[0019]所述第三彎桿的一端與所述小拇指的最末端的所述指骨連接，另一端與所述第二彎桿鉸接。
[0020]進一步地，所述仿生機械手還包括手腕本體，所述手腕本體包括第一手腕關(guān)節(jié)和第二手腕關(guān)節(jié);所述第一手腕關(guān)節(jié)與所述機械手本體連接，所述第二手腕關(guān)節(jié)與所述第一手腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動連接；
[0021]所述第二手腕關(guān)節(jié)上設(shè)置有第四傳動單元，所述第四傳動單元用于帶動所述第一手腕關(guān)節(jié)相對所述手腕本體彎曲。
[0022]具體地，所述第四傳動單元包括第四動力源、第三齒輪和第二冠狀齒輪，所述第四動力源設(shè)置在所述第二手腕關(guān)節(jié)的內(nèi)部，所述第三齒輪與所述第四動力源的輸出軸連接；
[0023]所述冠狀齒輪與所述第一手腕關(guān)節(jié)連接，且與所述第三齒輪連接;所述第三齒輪所在的平面與所述第二冠狀齒輪所在的平面垂直。
[0024]進一步地，所述仿生機械手還包括手臂本體，所述手臂本體與所述第二手腕關(guān)節(jié)連接，且所述手臂本體的內(nèi)部設(shè)置有第五動力源、供能源和控制器，所述第五動力源的輸出軸和所述手腕本體連接，所述第五動力源帶動所述手腕本體相對所述手臂本體旋轉(zhuǎn)；
[0025]所述供能源與所述控制器、所述第一動力源、所述第二動力源、所述第三動力源、所述第四動力源和所述第五動力源電連接；
[0026]所述控制器與所述第一動力源、所述第二動力源、所述第三動力源、所述第四動力源和所述第五動力源連接，用于分別控制其動力輸出與否。
[0027]本實用新型提供的一種仿生機械手，包括:機械手本體和依次設(shè)置在機械手本體上的多個機械手指，且每個機械手指均能夠單獨相對機械手本體進行彎曲和伸展運動;每個機械手指均包括第一傳動單元和依次設(shè)置的多個指骨，最末端的指骨插設(shè)在機械手本體的內(nèi)部，第一傳動單元設(shè)置在最末端的指骨上，且第一傳動單元的動力輸出端與下一節(jié)指骨連接，并帶動該下一節(jié)指骨相對機械手本體彎曲和伸展。采用上述結(jié)構(gòu)，每個機械手指均能夠通過其相對應的第一傳動單元進行彎曲和伸展運動，且各個運動之間相互獨立，互不影響，實現(xiàn)了仿生機械手單個手指的獨立彎曲和伸展，提高了仿生機械手靈活性。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本實用新型【具體實施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本實用新型提供仿生機械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為圖1所示的仿生機械手A-A方向的剖視圖；
[0031 ]圖3為圖1所示的仿生機械手拇指的剖視圖；
[0032]圖4為圖1所示的仿生機械手食指的剖視圖；
[0033]圖5為圖1所示的仿生機械手手腕本體的放大圖；
[0034]圖6為圖5所示的仿生機械手手腕本體B-B方向的剖視圖；
[0035]圖7為圖1所示的仿生機械手拇指的彎曲和伸展的運動圖；
[0036]圖8為圖1所示的仿生機械手食指的彎曲和伸展的運動圖。
[0037]附圖標記:
[0038]10-機械手本體； 11-第二動力源； 12-第三動力源；
[0039]13-第二齒輪；14-齒條；15-第一彎桿；
[0040]16-第二彎桿；17-第三彎桿；20-拇指；
[0041]21-拇指指跟骨； 22-拇指近節(jié)指骨；23-拇指指尖骨；
[0042]24-轉(zhuǎn)孔；25-拇指指跟殼； 26-拇指近節(jié)指殼；
[0043]27-拇指指尖殼； 30-食指；31-食指指跟骨；
[0044]32-食指近節(jié)指骨；33-食指中節(jié)指骨；34-食指指尖骨；
[0045]35-食指指跟殼； 36-食指近節(jié)指殼；37-食指中節(jié)指殼；
[0046]38-食指指尖殼； 39-突出圓軸；40-中指；
[0047]50-無名指；60-小拇指；71-第一動力源；
[0048]72-第一齒輪；73-第一冠狀齒輪；8_連桿；
[0049]90-手腕本體；91-第一手腕關(guān)節(jié)；92-第二手腕關(guān)節(jié)；
[0050]93-第四動力源； 94-第三齒輪；95-第二冠狀齒輪；
[0051 ] 100-手臂本體； 101-第五動力源； 102-供能源；
[0052]103-控制器；104-電池盒；105-鋰電池；
[0053]106-線束；107-緊固件。
【具體實施方式】
[0054]下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0055]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0056]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0057]圖1為本實用新型提供仿生機械手的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的仿生機械手A-A方向的剖視圖；圖3為圖1所示的仿生機械手拇指的剖視圖；圖4為圖1所示的仿生機械手食指的剖視圖；圖5為圖1所示的仿生機械手手腕本體的放大圖；圖6為圖5所示的仿生機械手手腕本體B-B方向的剖視圖；圖7為圖1所示的仿生機械手拇指的彎曲和伸展的運動圖；圖8為圖1所示的仿生機械手食指的彎曲和伸展的運動圖。
[0058]如圖1-8所示，本實施例公開了一種仿生機械手，包括:機械手本體10和依次設(shè)置在機械手本體上的多個機械手指，每個機械手指均包括第一傳動單元和依次設(shè)置的多個指骨，最末端的指骨插設(shè)在機械手本體10的內(nèi)部，第一傳動單元設(shè)置在最末端的指骨上，且第一傳動單元的動力輸出端與下一節(jié)指骨連接，并帶動該下一節(jié)指骨相對機械手本體彎曲和伸展。
[0059]進一步地，每個機械手指還包括第二傳動單元，第二傳動單元設(shè)置在除最前端和最末端之外的指骨上，用于帶動相鄰的下一節(jié)指骨進行彎曲和伸展運動。
[0060]本實施例所指“最前端的指骨”和“最末端的指骨”，均基于附圖中所示的方位或者位置關(guān)系而言。具體地，“最前端的指骨”指遠離機械手本體的指骨，命名為指尖骨，“最末端的指骨”指插設(shè)在機械手本體內(nèi)部的指骨，命名為指跟骨。為方便描述，如圖1所示，多個機械手指分別命名為:拇指20、食指30、中指40、無名指50和小拇指60，位于最側(cè)邊的其中一個機械手指為拇指20;對于拇指20，拇指指跟骨21和拇指指尖骨23之間設(shè)置拇指近節(jié)指骨22;對于食指30、中指40、無名指50和小拇指60，以食指30為例，食指指跟骨31和食指指尖骨34之間依次設(shè)置食指近節(jié)指骨32和食指中節(jié)指骨33，無名指50與食指30長度結(jié)構(gòu)均相同，中指40、小拇指60與食指30的結(jié)構(gòu)相同但尺寸不同。
[0061 ]第一傳動單元的作用是實現(xiàn)每個機械手指單獨相對機械手本體進行彎曲和伸展運動，保證每個機械手指之間的運動相互獨立，互不干擾，能實現(xiàn)上述作用的結(jié)構(gòu)均可作為本實施例的第一傳動單元。
[0062]第二傳動單元的作用是實現(xiàn)每個機械手指的每個指骨進行彎曲和伸展運動，保證每個指骨獨立運動，提高每個機械手指的靈活性，能實現(xiàn)上述作用的結(jié)構(gòu)均可作為本實施例的第二傳動單元。
[0063]如圖3和圖4所示，具體地，在本實施例中，第一傳動單元和第二傳動單元均包括:第一動力源71、第一齒輪72和第一冠狀齒輪73，第一齒輪72與第一動力源71的輸出軸連接，第一冠狀齒輪73與第一齒輪72嚙合，且第一齒輪72所在的平面與第一冠狀齒輪73所在的平面相互垂直；
[0064]第一冠狀齒輪73與相應的下一節(jié)指骨連接，第一冠狀齒輪73的轉(zhuǎn)動能夠帶動相應的下一節(jié)指骨進行彎曲和伸展運動。
[0065]第一齒輪72與第一冠狀齒輪73的作用帶動機械手指的彎曲和伸展，其他能夠?qū)崿F(xiàn)該作用的結(jié)構(gòu)如連桿，皮帶，拉線等等都應當屬于本實施例的保護范圍。
[0066]第一冠狀齒輪73與相應的下一節(jié)指骨連接之間的連接方式可以是粘接，焊接，等等，只要可以實現(xiàn)第一冠狀齒輪73的轉(zhuǎn)動能夠帶動相應的下一節(jié)指骨進行彎曲和伸展運動即可。
[0067]進一步地，機械手本體10上設(shè)置第二動力源11，拇指指跟骨21的端面上設(shè)置有轉(zhuǎn)孔24，第二動力源11的輸出軸固定插設(shè)在轉(zhuǎn)孔24的內(nèi)部，從而使拇指20能夠朝向機械手本體10的一側(cè)運動。
[0068]如圖3和圖7所示，作為本實施例的一種【具體實施方式】，拇指指跟骨21上設(shè)置第一傳動單元，第一傳動單元包括第一動力源71、第一齒輪72與第一冠狀齒輪73，第一齒輪72與第一動力源71的輸出軸連接，第一冠狀齒輪73與第一齒輪72嚙合，第一冠狀齒輪73與拇指近節(jié)指骨22粘接，當?shù)谝粍恿υ?1運轉(zhuǎn)時，帶動第一齒輪72與第一冠狀齒輪73轉(zhuǎn)動，第一齒輪72所在的平面與第一冠狀齒輪73所在的平面相互垂直，可將第一動力源71的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為拇指近節(jié)指骨22的彎曲和伸展運動。同樣的，拇指近節(jié)指骨22上設(shè)置第二傳動單元，第二傳動單元包括第一動力源71、第一齒輪72與第一冠狀齒輪73，第一齒輪72與第一動力源71的輸出軸連接，第一冠狀齒輪73與第一齒輪72嚙合，第一冠狀齒輪73與拇指指尖骨23粘接，第一動力源71運轉(zhuǎn)，第一齒輪72與第一冠狀齒輪73帶動拇指指尖骨23彎曲和伸展。
[0069]拇指20的每個指骨上均套設(shè)有指殼，具體地，拇指指跟骨21外套有拇指指跟殼25，拇指近節(jié)指骨22外套有拇指近節(jié)指殼26，拇指指尖骨23外套有拇指指尖殼27，各個指殼間相互獨立，互不影響，由于摩擦力的作用，指骨相對于指殼不會滑出，各個指殼可將各個指骨及指骨內(nèi)零件緊固，同時對指骨起到保護作用。
[0070]與第二動力源11輸出軸連接的轉(zhuǎn)孔24可設(shè)置在拇指指跟殼25伸出拇指指跟骨21的一端，實現(xiàn)拇指20與機械手本體1的連接。
[0071 ]進一步地，食指30、中指40、無名指50和小拇指60的中節(jié)指骨內(nèi)設(shè)置有連桿8;
[0072]連桿8的一端與相鄰的第二傳動單元的第一冠狀齒輪73固定連接，另一端與指尖骨連接，且指尖骨與中節(jié)指骨轉(zhuǎn)動連接。
[0073]如圖4和圖8所示，作為本實施例的一種【具體實施方式】，以食指為例，食指指跟骨31上設(shè)置第一傳動單元，第一傳動單元包括第一動力源71、第一齒輪72與第一冠狀齒輪73，第一齒輪72與第一動力源71的輸出軸連接，第一冠狀齒輪73與第一齒輪72嚙合，第一冠狀齒輪73與食指近節(jié)指骨32粘接，當?shù)谝粍恿υ?1運轉(zhuǎn)時，帶動第一齒輪72與第一冠狀齒輪73轉(zhuǎn)動，第一齒輪72所在的平面與第一冠狀齒輪73所在的平面相互垂直，可將第一動力源71的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為食指近節(jié)指骨32的彎曲和伸展運動。同樣的，食指近節(jié)指骨32上設(shè)置第一傳動單元，第一傳動單元包括第一動力源71、第一齒輪72與第一冠狀齒輪73，第一齒輪72與第一動力源71的輸出軸連接，第一冠狀齒輪73與第一齒輪72嚙合，第一冠狀齒輪73與食指中節(jié)指骨33粘接，食指中節(jié)指骨33內(nèi)設(shè)置有連桿8，連桿8的一端與第一冠狀齒輪73固定連接，另一端與食指指尖骨34連接，第一動力源71運轉(zhuǎn)，第一齒輪72與第一冠狀齒輪73帶動食指中節(jié)指骨33彎曲和伸展，食指中節(jié)指骨33的彎曲和伸展會帶動連桿8彎曲和伸展，進一步帶動與連桿8連接的食指指尖骨34運動。
[0074]如圖1和圖2所示，進一步地，仿生機械手還包括第三傳動單元，第三傳動單元設(shè)置在機械手本體10的內(nèi)部用于帶動食指30、無名指50和小拇指60在平面內(nèi)的張開和閉合；
[0075]第三傳動單元包括直線運動部和張合部，食指30、無名指50和小拇指60的指跟骨均與張合部連接，直線運動部用于帶動張合部運動，從而實現(xiàn)食指30、無名指50和小拇指60在平面內(nèi)的張開和閉合。
[0076]具體地，直線運動部包括第三動力源12、第二齒輪13和齒條14，第二齒輪13與第三動力源12的輸出軸連接，且與齒條14嚙合；
[0077]齒條14設(shè)置在機械手本體10的內(nèi)側(cè)壁上，且能夠在機械手本體10的內(nèi)側(cè)壁上做直線運動；
[0078]張合部包括第一彎桿15、第二彎桿16和第三彎桿17，第一彎桿15的一端和第二彎桿16的一端分別與食指30和無名指50的指跟骨連接，另一端同時與齒條14鉸接；
[0079]第三彎桿17的一端與小拇指60的指跟骨連接，另一端與第二彎桿16鉸接。
[0080]第二齒輪13和齒條14的作用是將第三動力源12的動力傳遞到張合部，其他能夠?qū)崿F(xiàn)該作用的結(jié)構(gòu)如連桿，皮帶，拉線等等都應當屬于本實施例的保護范圍。
[0081 ]第一彎桿15、第二彎桿16和第三彎桿17的作用是帶動食指30、無名指50和小拇指60在平面內(nèi)張開和閉合，其他能夠?qū)崿F(xiàn)該作用的結(jié)構(gòu)如皮帶，拉線等等都應當屬于本實施例的保護范圍。
[0082]如圖4所示，作為本實施例的一種【具體實施方式】，以食指30為例，食指的每個指骨上均套設(shè)有指殼，具體地，食指指跟骨31外套有食指指跟殼35，食指近節(jié)指骨32外套有食指近節(jié)指殼36，食指中節(jié)指骨33外套有食指中節(jié)指殼37，食指指尖骨34外套有食指指尖殼38，各個指殼間相互獨立，互不影響，由于摩擦力的作用，指骨相對于指殼不會滑出，各個指殼可將各個指骨及指骨內(nèi)零件緊固，同時對指骨起到保護作用。
[0083]食指指跟殼35與食指指跟骨31接觸的一端設(shè)有突出圓軸39，可插入機械手本體10對應的凹槽中，實現(xiàn)食指30與機械手本體10的連接;食指指跟殼35的另一端設(shè)置第一彎桿15，第一彎桿15與齒條14鉸接。設(shè)置在機械手本體10內(nèi)部的第三動力源12運轉(zhuǎn)時，第二齒輪13推動齒條14活動，把第三動力源12的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為齒條14的直線運動，齒條14推動第一彎桿15向機械手本體10外側(cè)或內(nèi)側(cè)運動，實現(xiàn)食指30的在平面內(nèi)的張開或閉合運動。
[0084]無名指50和小拇指60在平面內(nèi)張開和閉合的原理與食指相同。
[0085]如圖1、圖5和圖6所示，在上述實施例的基礎(chǔ)上，仿生機械手還包括手腕本體90，手腕本體90包括第一手腕關(guān)節(jié)91和第二手腕關(guān)節(jié)92;第一手腕關(guān)節(jié)91與機械手本體10連接，第二手腕關(guān)節(jié)92與第一手腕關(guān)節(jié)91轉(zhuǎn)動連接；
[0086]第二手腕關(guān)節(jié)92上設(shè)置有第四傳動單元，第四傳動單元用于帶動第一手腕關(guān)節(jié)91相對手腕本體90彎曲。
[0087]具體地，第四傳動單元包括第四動力源93、第三齒輪94和第二冠狀齒輪95，第四動力源93設(shè)置在第二手腕關(guān)節(jié)92的內(nèi)部，第三齒輪94與第四動力源93的輸出軸連接；
[0088]第二冠狀齒輪95與第一手腕關(guān)節(jié)91連接，且與第三齒輪94連接;第三齒輪94所在的平面與第二冠狀齒輪95所在的平面垂直。
[0089]第三齒輪94和第二冠狀齒輪95的作用是帶動第一手腕關(guān)節(jié)91以及機械手本體10上下彎曲，其他能夠?qū)崿F(xiàn)該作用的結(jié)構(gòu)如連桿，皮帶，拉線等等都應當屬于本實施例的保護范圍。
[0090]作為本實施例的一種【具體實施方式】，當?shù)谒膭恿υ?3運轉(zhuǎn)時，帶動第三齒輪94與第二冠狀齒輪95轉(zhuǎn)動，第三齒輪94所在的平面與第二冠狀齒輪95所在的平面相互垂直，可將第四動力源93的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為第一手腕關(guān)節(jié)91相對手腕本體90彎曲運動，與第一手腕關(guān)節(jié)91相連的機械手本體10也進行上下彎曲。
[0091]在上述實施例的基礎(chǔ)上，仿生機械手還包括手臂本體100，手臂本體100與第二手腕關(guān)節(jié)92連接，且手臂本體100的內(nèi)部設(shè)置有第五動力源101、供能源102和控制器103，第五動力源101的輸出軸和手腕本體90連接，第五動力源101帶動手腕本體90相對手臂本體100旋轉(zhuǎn)；
[0092]供能源102與控制器103、第一動力源71、第二動力源11、第三動力源12、第四動力源93和第五動力源101電連接；
[0093]控制器103與第一動力源71、第二動力源11、第三動力源12、第四動力源93和第五動力源101連接，用于分別控制其動力輸出與否。
[0094]第一動力源71、第二動力源11、第三動力源12、第四動力源93和第五動力源101提供動力的方式可以是但不限于液壓式、氣動式、電動式、機械式，具體地，在本實施例中，均采用減速電機，減速電機具有簡化設(shè)計、節(jié)省空間、可靠性高、穩(wěn)定性強等優(yōu)點。
[0095]具體地，在本實施例中，供能源102包括電池盒104和鋰電池105，電池盒104設(shè)置在手臂本體100內(nèi)靠近第五動力源101的一端，電池盒104內(nèi)裝有鋰電池105，鋰電池105與控制器103的電源輸入端連接，控制器103的信號輸出端分別與第一動力源71、第二動力源11、第三動力源12、第四動力源93和第五動力源1I通過線束106連接。
[0096]在上述實施例的基礎(chǔ)上，手臂本體遠離機械手本體的一端設(shè)置緊固件107，具體地，緊固件107可以選擇金屬帶，與機器人的肩部連接，也可以選擇繃帶，作為醫(yī)療假肢與截肢者的肩部連接。
[0097]在上述實施例的基礎(chǔ)上，仿生機械手還包括控制裝置，具體地，在本實施例中控制裝置包括無線接收器、腦電波傳感器和肌肉電傳感器，無線接收器與控制器103的信號輸入端連接，腦電波傳感器采集腦電波信號并向無線接收器發(fā)出腦電波信號，肌肉電傳感器器采集肌肉電信號并向無線接收器發(fā)出肌肉電信號。
[0098]作為本實施例的一種【具體實施方式】，腦電波傳感器的電流采集端與人體前額和耳部連接，信號輸出端與計算機連接，腦電波傳感器對從人體前額和耳部感應到的微弱電流，進行數(shù)模模數(shù)信號轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信號輸送到計算機，計算機可實時顯示人體腦電波的波形圖，根據(jù)人腦在做不同命令時腦電波的變化情況檢測到不同的波譜圖，再對人腦發(fā)出某命令時的數(shù)據(jù)狀態(tài)進行分析，從而得到準確的命令代碼，再通過編程控制單片機對無線接收器發(fā)出相應指令，無線接收器將該相應指令發(fā)送到控制器103，控制器103對控制機械手各關(guān)節(jié)的動力源輸出電壓和電流，控制相應動力源運轉(zhuǎn)，帶動各個機械手關(guān)節(jié)的運動，完成各種動作。
[0099]肌肉電傳感器的電信號采集端與人體手臂或其他肌皮表面連接，信號輸出端與計算機連接，傳感器的電信號采集端從人體手臂或其他肌皮表面采集肌肉電信號，發(fā)送到計算機，計算機對不同的肌電信號進行分析處理，通過編程控制單片機對無線接收器發(fā)出相應指令，無線接收器將該相應指令發(fā)送到控制器103，控制器103對控制機械手各關(guān)節(jié)的動力源輸出電壓和電流，控制相應動力源運轉(zhuǎn)，帶動各個機械手關(guān)節(jié)的運動，完成各種動作。
[0100]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種仿生機械手，其特征在于，包括:機械手本體和依次設(shè)置在所述機械手本體上的多個機械手指，且每個所述機械手指均能夠單獨相對所述機械手本體進行彎曲和伸展運動； 每個所述機械手指均包括第一傳動單元和依次設(shè)置的多個指骨，最末端的所述指骨插設(shè)在所述機械手本體的內(nèi)部，所述第一傳動單元設(shè)置在最末端的所述指骨上，且所述第一傳動單元的動力輸出端與下一節(jié)所述指骨連接，并帶動該下一節(jié)所述指骨相對所述機械手本體彎曲和伸展。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生機械手，其特征在于，每個所述機械手指還包括第二傳動單元，所述第二傳動單元設(shè)置在除最前端和最末端之外的所述指骨上，用于帶動相鄰的下一節(jié)所述指骨進行彎曲和伸展運動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生機械手，其特征在于，所述第一傳動單元和所述第二傳動單元均包括:第一動力源、第一齒輪和第一冠狀齒輪，所述第一齒輪與所述第一動力源的輸出軸連接，所述第一冠狀齒輪與所述第一齒輪嚙合，且所述第一齒輪所在的平面與所述第一冠狀齒輪所在的平面相互垂直； 所述第一冠狀齒輪與相應的下一節(jié)所述指骨連接，所述第一冠狀齒輪的轉(zhuǎn)動能夠帶動相應的下一節(jié)所述指骨進行彎曲和伸展運動。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿生機械手，其特征在于，多個所述機械手指分別為:拇指、食指、中指、無名指和小拇指，位于最側(cè)邊的其中一個所述機械手指為拇指； 所述機械手本體上設(shè)置第二動力源，所述拇指的最末端的所述指骨的端面上設(shè)置有轉(zhuǎn)孔，所述第二動力源的輸出軸固定插設(shè)在所述轉(zhuǎn)孔的內(nèi)部，從而使所述拇指能夠朝向所述機械手本體的一側(cè)運動。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的仿生機械手，其特征在于，所述食指、所述中指、所述無名指和所述小拇指與最前端指骨相鄰的所述指骨內(nèi)設(shè)置有連桿； 所述連桿的一端與相鄰的所述第二傳動單元的第一冠狀齒輪固定連接，另一端與最前端的所述指骨連接，且最前端的所述指骨和與其相鄰的所述指骨轉(zhuǎn)動連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述仿生機械手，其特征在于，還包括第三傳動單元，所述第三傳動單元設(shè)置在所述機械手本體的內(nèi)部用于帶動所述食指、所述無名指和所述小拇指在平面內(nèi)的張開和閉合； 所述第三傳動單元包括直線運動部和張合部，所述食指、所述無名指和所述小拇指的最末端的所述指骨均與所述張合部連接，所述直線運動部用于帶動所述張合部運動，從而實現(xiàn)所述食指、所述無名指和所述小拇指在平面內(nèi)的張開和閉合。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿生機械手，其特征在于，所述直線運動部包括第三動力源、第二齒輪和齒條，所述第二齒輪與所述第三動力源的輸出軸連接，且與所述齒條嚙合； 所述齒條設(shè)置在所述機械手本體的內(nèi)側(cè)壁上，且能夠在所述機械手本體的內(nèi)側(cè)壁上做直線運動； 所述張合部包括第一彎桿、第二彎桿和第三彎桿，所述第一彎桿的一端和所述第二彎桿的一端分別與所述食指和所述無名指的最末端的所述指骨連接，另一端同時與所述齒條?父接; 所述第三彎桿的一端與所述小拇指最末端的所述指骨連接，另一端與所述第二彎桿鉸接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的仿生機械手，其特征在于，還包括手腕本體，所述手腕本體包括第一手腕關(guān)節(jié)和第二手腕關(guān)節(jié);所述第一手腕關(guān)節(jié)與所述機械手本體連接，所述第二手腕關(guān)節(jié)與所述第一手腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動連接； 所述第二手腕關(guān)節(jié)上設(shè)置有第四傳動單元，所述第四傳動單元用于帶動所述第一手腕關(guān)節(jié)相對所述手腕本體彎曲。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的仿生機械手，其特征在于，所述第四傳動單元包括第四動力源、第三齒輪和第二冠狀齒輪，所述第四動力源設(shè)置在所述第二手腕關(guān)節(jié)的內(nèi)部，所述第三齒輪與所述第四動力源的輸出軸連接； 所述第二冠狀齒輪與所述第一手腕關(guān)節(jié)連接，且與所述第三齒輪連接;所述第三齒輪所在的平面與所述第二冠狀齒輪所在的平面垂直。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的仿生機械手，其特征在于，還包括手臂本體，所述手臂本體與所述第二手腕關(guān)節(jié)連接，且所述手臂本體的內(nèi)部設(shè)置有第五動力源、供能源和控制器，所述第五動力源的輸出軸和所述手腕本體連接，所述第五動力源帶動所述手腕本體相對所述手臂本體旋轉(zhuǎn)； 所述供能源與所述控制器、所述第一動力源、所述第二動力源、所述第三動力源、所述第四動力源和所述第五動力源電連接； 所述控制器與所述第一動力源、所述第二動力源、所述第三動力源、所述第四動力源和所述第五動力源連接，用于分別控制其動力輸出與否。
【文檔編號】B25J15/10GK205668273SQ201620578321
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】張涵
【申請人】張涵