一种全驱动三指灵巧机械手制造技术

本发明专利技术设计了一种全驱动三指灵巧机械手，解决了现有机械手抓取精度较低、稳定性和可靠性较差的问题。本灵巧手，其特征在于，包括如下部件：用于固定安装各个手指组件和活动手指转动机构的底座；所述底座上面设置一个固定手指组件和两个活动手指组件，所述两个活动手指组件设置在固定手指组件两侧。所述底座中部设置活动手指转动机构，所述转动机构一端与两个活动手指组件相连，一端与转动电机组件相连。所述底座外部设置圆柱形底座外壳，所述底座外壳用于固定安装转动电机，并与机器人腕部相连。本灵巧手具有多自由度、多运动链协调的特点，可对不同物体完成复杂、精细的操作任务，在工业机器人领域有广阔的应用前景和重要的社会意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业机器人领域，具体涉及一种全驱动三指灵巧机械手。主要用于替代人手在极限或者有害的环境下对不同物体完成精细、复杂的操作任务。
技术介绍
目前，执行上下料或装配作业的工业机器人多采用结构简单控制方便的两指执行器，即夹钳式取料手。这种机械手包括两个手指和一个自由度，通过两指的张合，实现对物体的夹持和定位。但由于这种两指执行器的手指需要根据所夹持物体的形状进行设计，因此一般只能实现特定的抓取任务，其适应对象的范围极其有限。当执行不同的作业任务时，需要重新设计手指，因此通用性较差。另外，这种夹钳式取料手对物体的夹持和定位主要依靠机械手指和抓取物体之间的摩擦力来维持，没有从抓取的几何封闭和力封闭的角度来考虑，因此抓取精度较低、稳定性和可靠性较差，只适用于对夹持力要求不高的作业。为此本专利技术提供一种全驱动三指灵巧机械手，该灵巧手具有多自由度、多运动链协调的特点，能够通过调整手指的抓握姿态，稳定的抓取形状各异的物体。可实现在不同的环境下对不同物体完成复杂、精细的操作任务。
技术实现思路
本专利技术的技术目的是克服现有技术中的问题，提供一种具有多自由度、多运动链协调的全驱动三指灵巧机械手。该灵巧手能够通过调整手指的抓握姿态，稳定的抓取形状各异的物体。可替代人手实现在不同的环境下对不同物体的复杂、精细的操作任务。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案为：一种全驱动三指灵巧机械手。其特征在于，包括如下部件：包括用于固定安装各个手指组件并与活动手指转动机构相连的手指安装底座；所述手指安装底座上面设置一个固定手指组件和两个活动手指组件，所述两个活动手指组件设置在固定手指组件两侧。所述手指安装底座中部设置活动手指转动机构，所述活动手指转动机构一端与两个活动手指组件相连，一端与转动电机组件相连。所述手指安装底座外部设置圆柱形底座外壳，所述底座外壳用于固定安装转动电机，并与机器人腕部相连。前述的全驱动三指灵巧机械手，所述的手指安装底座用于安装活动手指组件、固定手指组件和活动手指的转动机构。所述的手指安装底座采用碳素钢板材料，设计为圆盘形结构，方便活动手指组件绕转轴作回转运动。前述的全驱动三指灵巧机械手，所述固定手指组件主要由固定掌指关节、固定掌指关节轴、近端指关节、近端指关节轴、远端指关节、远端指关节轴、带轮，齿形带、锥齿轮，指节驱动电机组件组成。驱动电机均固定在掌指关节上，通过锥齿轮、齿形带和带轮远程驱动关节转动。由于各指节的转动由驱动电机分别驱动，所以固定手指组件可实现各指节相对独立的弯曲运动。手指结构通过碳素钢板折弯，焊接而成，手指的表面粘附一层橡胶或软塑料等材料，以减小手指与物体接触时的冲击，同时增大接触摩擦力。前述的全驱动三指灵巧机械手，所述活动手指组件主要由活动手指组件安装板、活动手指组件转轴、活动掌指关节、活动掌指关节轴、近端指关节、近端指关节轴、远端指关节、远端指关节轴、带轮，齿形带、锥齿轮，指节驱动电机组件组成。活动掌指关节用于安装指节驱动电机，并可绕活动手指组件转轴轴线做回转运动。同时，为了方便加工制造、降低成本，活动手指组件的远端关节部分和近端关节部分和固定手指采用相同的结构。前述的全驱动三指灵巧机械手，所述活动手指转动机构由转动电机组件、主动齿轮、从动齿轮组成，用于驱动两个活动手指组件绕轴线做回转运动。为减轻重量，两个活动手指组件转动由同一电机驱动。左侧活动手指由主动齿轮带动两个从动齿轮实现转动，右侧活动手指由主动齿轮带动一个从动齿轮实现转动，确保两个活动手指始终沿着相反方向转动。综上所述，本灵巧手具有多自由度、多运动链协调的特点，固定手指组件可实现各指节相对独立的弯曲运动，两个活动手指组件可实现各指节相对独立的弯曲运动和绕转轴轴线相反方向的回转运动。该灵巧手能够通过调整手指的抓握姿态和两个活动手指的转动角度，稳定的抓取形状各异的物体。另外，为了方便加工制造、降低成本，活动手指组件的远端关节部分和近端关节部分和固定手指采用相同的结构。且两个活动手指组件的回转运动由同一套驱动电机装置完成，省去很多动力源和减速装置，减轻了重量。本灵巧 手可替代人手在极限或者有害的环境下对不同物体完成复杂、精细的操作任务。因此在工业机器人领域有广阔的应用前景和重要的社会意义。附图说明图1是本专利技术的系统结构图；图2是本专利技术的活动手指组件图；图3是本专利技术的固定手指组件图；图4是本专利技术的活动手指转动机构图；图5 是本专利技术的近端指节图；图6 是本专利技术的远端指节图。其中图1中的编号分别为： 1 底座外壳，2 活动手指组件1，3 固定手指组件，4 活动手指组件2，5 手指安装底座；图2中的编号分别为：6 活动手指组件转轴，7 活动手指组件安装板，8 活动掌指关节，9 近端关节驱动电机组件，10 掌指关节1带轮，11掌指关节3带轮，12近端指关节轴，13 齿形带，14远端关节带轮，15 远端指关节，16 远端关节轴，17 近端指关节，18 近端指关节带轮，19齿形带，20 锥齿轮，21 掌指关节2带轮，22 远端关节驱动电机组件，23 锥齿轮； 图3中的编号分别为：24 固定掌指关节1带轮，25 齿形带，26固定掌指关节2带轮，27固定掌指关节，28近端指关节带轮，29齿形带，30 远端指关节带轮，31 远端指关节，32远端指关节轴，33 近端指关节，34近端指关节轴，35固定掌指关节2轴，36 锥齿轮，37 锥齿轮，38固定掌指关节1轴，39 远端指节驱动电机组件，40近端指节驱动电机组件；图4中的编号分别为：41 转动电机固定板，42 转动电机组件，43 从动齿轮1，44 主动齿轮，45 从动齿轮2，46 从动齿轮3。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术方案、技术特征、达成目的与功能易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种全驱动三指灵巧机械手。其特征在于，包括如下部件：包括用于固定安装各个手指组件并与活动手指转动机构相连的手指安装底座5；所述手指安装底座上面设置一个固定手指组件3、活动手指组件2和活动手指组件4，所述活动手指组件2和活动手指组件4设置在固定手指组件3两侧。所述手指安装底座5中部设置活动手指转动机构，所述活动手指转动机构一端与活动手指组件2和活动手指组件4相连，一端与转动电机组件41相连。所述手指安装底座外部设置圆柱形底座外壳1，所述底座外壳1用于固定安装转动电机41，并与机器人腕部相连。下面根据图1-图6说明本专利技术的工作过程。固定手指组件的弯曲运动：近端指节驱动电机组件40启动，带动锥齿轮37转动，固定掌指关节1轴38 上的固定掌指关节1带轮24跟随转动，并把动力传给齿形带25，齿形带25带着近端指关节带轮28旋转，近端指关节轴34跟随转动，带动近端指关节33弯曲。远端指节驱动电机组件39启动，带动锥齿轮36转动，固定掌指关节2轴35 上的固定掌指关节2带轮26跟随转动，并把动力传给齿形带29，齿形带29带着远端指关节带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全驱动三指灵巧机械手，其特征在于，包括如下部件：用于固定安装各个手指组件并与活动手指转动机构相连的手指安装底座；所述手指安装底座上面设置一个固定手指组件和两个活动手指组件，所述两个活动手指组件设置在固定手指组件两侧；所述手指安装底座中部设置活动手指转动机构，所述活动手指转动机构一端与两个活动手指组件相连，一端与转动电机组件相连；所述手指安装底座外部设置圆柱形底座外壳，所述底座外壳用于固定安装转动电机，并与机器人腕部相连。

【技术特征摘要】
1.一种全驱动三指灵巧机械手，其特征在于，包括如下部件：用于固定安装各个手指组件并与活动手指转动机构相连的手指安装底座；所述手指安装底座上面设置一个固定手指组件和两个活动手指组件，所述两个活动手指组件设置在固定手指组件两侧；所述手指安装底座中部设置活动手指转动机构，所述活动手指转动机构一端与两个活动手指组件相连，一端与转动电机组件相连；所述手指安装底座外部设置圆柱形底座外壳，所述底座外壳用于固定安装转动电机，并与机器人腕部相连。
2.根据权利要求1所述的全驱动三指灵巧机械手，所述的手指安装底座用于安装活动手指组件、固定手指组件和活动手指的转动机构；所述的手指安装底座采用碳素钢板材料，设计为圆盘形结构，方便活动手指组件绕转轴作回转运动。
3.根据权利要求1所述的全驱动三指灵巧机械手，所述固定手指组件主要由固定掌指关节、固定掌指关节轴、近端指关节、近端指关节轴、远端指关节、远端指关节轴、带轮，齿形带、锥齿轮，指节驱动电机组件组成；驱动电机均固定在掌指关节上，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明辉，王海，卢新刚，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37