仿人手机械手爪制造技术

本发明专利技术涉及一种仿人手机械手爪，包括机械四指及机械拇指，机械四指和机械拇指的各关节之间分别铰接，机械四指的各个关节分别与第一连杆机构连接，机械拇指的各个关节分别与第二连杆机构连接，机械四指及机械拇指的一端铰接设置在手部支撑上，手部支撑上移动式设置有传力滑块，第一连杆机构与传力滑块连接，驱动机构驱动传力滑块位于手部支撑上移动，并连动机械四指呈现弯曲动作，第二连杆机构通过过渡连杆单元与驱动机构连接，驱动机构驱动过渡连杆单元动作并连动机械拇指呈现弯曲动作，该机械手爪能够模仿人手掌的实际动作，灵活度极高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种仿人手机械手爪。
技术介绍
模仿人手的机械手爪是近年来机械研究的重要方向，由于人的手掌关节构造及肌肉组织复杂，因此人的四指及大拇指能够在空间内做多种弯曲、摆动动作，人的手掌较为灵活，能够适应不同抓取或者其他动作的需要，同时在假肢、功能性恢复等方面对于人体结构仿生的设计要求高，综合各个领域来看，仿人手机械手的设计研究一直仿生机械制造和康复医疗研究的重点。对此，中国专利申请(ZL:2014205579340)公开了一种仿人手机械手爪，该机械手爪中公开的四指及大拇指机械手指依次排列在掌部上，四指及大拇指的各个关节之间铰接连接，上述四指及大拇指通过拉伸连接，拉伸与各自的电机连接，通过控制电机的正反转，从而达到模仿手指弯折的效果，上述仿人手机械手爪虽然能够在一定程度上模仿自然人的手指弯折动作，但是上述机械手爪的运动自由度很低，无法模仿人手很多较为复杂的摆动动作，不具备在产业上应用的前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种仿人手机械手爪，能够模仿自然人手指的自然弯折及摆动，提高机械手爪的灵活度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种仿人手机械手爪，包括机械四指及机械拇指，机械四指及机械拇指的关节之间分别铰接，机械四指的各个关节分别与第一连杆机构连接，机械拇指的各个关节分别与第二连杆机构连接，所述机械四指一端铰接设置在机架板上，所述机架板上移动式设置有导向滑板，导向滑板内设置有传力滑块，所述第一连杆机构与传力滑块球铰接，第一连杆机构还与机架板上的转动连接杆一端铰接，转动连接杆的另一端转动式设置在机架板上，转动连接杆的两端铰接轴垂直，驱动机构驱动传力滑块位于导向滑板内移动，并连动机械四指呈现摆动动作，所述机械拇指一端铰接设置在延伸支架上，所述延伸支架上移动式设置有过渡连杆单元，过渡连杆单元上设置有动力滑块，所述第二连杆机构通过过渡连杆单元与驱动机构连接，驱动机构驱动动力滑块并连动机械拇指呈现摆动动作。本专利技术还存在下列技术特征：所述机械四指包括远、中、近指关节，远、中、近指关节顺序铰接，所述近指关节与机架板的边缘球铰接，所述机械拇指包括远、中、近拇指关节,远、中、近拇指关节顺序铰接，近拇指关节与过渡连杆单元铰接，近拇指关节还与延伸支架形成球铰接。所述机架板设置有导向滑板，所述导向滑板上设置有导向滑孔，所述导向滑孔为圆弧形，传力滑块位于导向滑孔内滑动，所述驱动机构与导向滑板连接并驱动导向滑板沿着条形滑孔长度方向往复移动，所述传力滑块与导向滑板之间设置有弹簧及阻尼器并构成柔性连接。第一连杆机构包括与远指关节及中指关节外壁连接的远指滑块及中指滑块，远指滑块及中指滑块分别与远指关节及中指关节构成长度方向的滑动配合，第一传力杆的一端铰接设置在远指滑块上，远指滑块及中指滑块分别与远指关节及中指关节之间设置有弹簧及阻尼器并且构成柔性连接，第一传力杆的另一端与中指关节铰接且两端的铰接轴与远指关节及中指关节之间的铰接轴平行，中指滑块上铰接设置有第二传力杆，第二传力杆的另一端与近指关节铰接且两端的铰接轴与第一传力杆两端的铰接轴平行，第一传力杆与第二传力杆之间设置有第三传力杆，所述第三传力杆的两端通过铰接轴分别与第一传力杆与第二传力杆连接且铰接轴与远指关节及中指关节之间的铰接轴平行，所述第二传力杆上还设置有第四传力杆，所述第四传力杆的两端分别与第二传力杆及机架板铰接且铰接轴与机架板远指关节及中指关节之间的铰接轴平行，所述转动连接杆与第四传力杆的一端铰接，转动连接杆的转动轴芯线与机架板板面垂直。所述远指关节与中指关节之间通过第一、第二连接杆铰接连接且铰接轴与第一传力杆杆端的铰接轴平行，所述中指关节与近指关节之间通过第三、第四连接杆铰接连接且铰接轴与第二传力杆杆端的铰接轴平行，所述第三传力杆及第四传力杆的杆长可调，位于近指关节上还设置有第一施力杆，所述第一施力杆的一端与近指关节铰接且铰接轴与第二传力杆杆端的铰接轴平行，所述第一施力杆的另一端与传力滑块球铰接，第一施力杆的长度可调。所述第二连杆机构包括与远拇指关节与中拇指关节外壁连接的第一滑块及第二滑块，第一滑块及第二滑块分别与远拇指关节与中拇指关节构成长度方向的滑动配合，一滑块及第二滑块与远拇指关节与中拇指关节之间分别设置有弹簧及阻尼器且构成柔性连接，第一滑块及第二滑块与远拇指关节与中拇指关节之间分别设置有弹簧及阻尼器且构成柔性连接，第一连动杆的一端铰接设置在远拇指关节上，第一连动杆的另一端与中拇指关节铰接且两端的铰接轴与远拇指关节与中拇指关节之间的铰接轴平行，第二滑块上铰接设置有第二连动杆，第二连动杆的另一端与近拇指关节铰接且两端的铰接轴与第一连动杆两端的铰接轴平行，第一连动杆与第二连动杆之间设置有第三连动杆，所述第三连动杆的两端通过铰接轴分别与第一连动杆与第二连动杆连接且铰接轴与远拇指关节与中拇指关节之间的铰接轴平行，所述第二连动杆上还设置有第四连动杆，所述第四连动杆的两端分别与第二连动杆及过渡连杆单元铰接且铰接轴与远拇指关节与中拇指关节之间的铰接轴平行，所述过渡连杆单元上设置连接杆，所述连接杆与第四连动杆的一端铰接，连接杆转动式设置在过渡连杆单元上且转动轴心线与机架板板面平行。所述远拇指关节与中拇指关节之间通过第一、第二铰接杆铰接连接且铰接轴与第一连动杆杆端的铰接轴平行，所述中拇指关节与近拇指关节之间通过第三、第四铰接杆铰接连接且铰接轴与第二连动杆杆端的铰接轴平行，所述第三连动杆及第四连动杆的杆长可调，位于近拇指关节上还设置有第二施力杆，所述第二施力杆的一端与近拇指关节铰接且铰接轴与第二连动杆杆端的铰接轴平行，所述第二施力杆的另一端与过渡连杆单元的动力滑块球铰接。所述过渡连杆单元包括驱动板，所述驱动板的延伸端设置有条形滑孔，所述条形滑孔孔长方向竖直布设，所述动力滑块滑动设置在条形滑孔内，所述连接杆转动式设置在延伸支架上，延伸支架设置在机架板上。所述驱动机构包括设置在机架板上的丝杆，丝杆与驱动螺母构成丝杆螺母机构，丝杆的一端设置有驱动电机，所述导向滑板及驱动板设置在驱动螺母上，驱动电机驱动丝杆转动，所述机架板上延伸设置有调节板，所述调节板的板面设置有调节螺母，调节螺母内设置调节丝杠，调节丝杠的杆长方向竖直且下端与手部支撑面固连。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：该机械手爪模仿人手掌设计机械四指及机械拇指，机械四指及机械拇指铰接设置，并通过第一、第二连杆机构连接，机械四指及机械拇指设置在机架板上，从而模仿自然人手掌的形状，连动机械四指的第一连杆机构与传力滑块连接，在驱动机构的作用下，驱动第一连杆机构动作，第一连杆位于机架板上呈现摆动及弯折的动作，从而模仿自然人手掌四指的实际动作，连动机械拇指的第二连杆机构通过过渡连杆单元与驱动机构连接，并在驱动机构的作用下，从而连动机械拇指呈现摆动的动作，该机械手爪的运动自由度高，能够模仿自然人手掌的实际动作，并在驱动五指活动时，五指的摆动不影响整体运动情况，不影响机械手指屈伸的幅度，灵活度极高。附图说明图1是仿人手机械手爪的结构示意图；图2是仿人手机械手爪的机械四指的结构示意图；图3是仿人手机械手爪的机械拇指的结构示意图。具体实施方式结合图1至图3，对本专利技术作进一步地说明：一种仿人手机械手爪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿人手机械手爪，其特征在于：包括机械四指及机械拇指，机械四指及机械拇指的关节之间分别铰接，机械四指的各个关节分别与第一连杆机构连接，机械拇指的各个关节分别与第二连杆机构连接，所述机械四指一端铰接设置在机架板(10)上，所述机架板(10)上移动式设置有导向滑板(12)，导向滑板(12)内设置有传力滑块(30)，所述第一连杆机构与传力滑块(30)球铰接，第一连杆机构还与机架板(10)上的转动连接杆(2231)一端铰接，转动连接杆(2231)的另一端转动式设置在机架板(10)上，转动连接杆(2231)的两端铰接轴垂直，驱动机构驱动传力滑块(30)位于导向滑板(12)内移动，并连动机械四指呈现摆动动作，所述机械拇指一端铰接设置在延伸支架(11)上，所述延伸支架(11)上移动式设置有过渡连杆单元，过渡连杆单元上设置有动力滑块(51)，所述第二连杆机构通过过渡连杆单元与驱动机构连接，驱动机构驱动动力滑块(51)并连动机械拇指呈现摆动动作。

【技术特征摘要】
1.一种仿人手机械手爪，其特征在于：包括机械四指及机械拇指，机械四指及机械拇指的关节之间分别铰接，机械四指的各个关节分别与第一连杆机构连接，机械拇指的各个关节分别与第二连杆机构连接，所述机械四指一端铰接设置在机架板(10)上，所述机架板(10)上移动式设置有导向滑板(12)，导向滑板(12)内设置有传力滑块(30)，所述第一连杆机构与传力滑块(30)球铰接，第一连杆机构还与机架板(10)上的转动连接杆(2231)一端铰接，转动连接杆(2231)的另一端转动式设置在机架板(10)上，转动连接杆(2231)的两端铰接轴垂直，驱动机构驱动传力滑块(30)位于导向滑板(12)内移动，并连动机械四指呈现摆动动作，所述机械拇指一端铰接设置在延伸支架(11)上，所述延伸支架(11)上移动式设置有过渡连杆单元，过渡连杆单元上设置有动力滑块(51)，所述第二连杆机构通过过渡连杆单元与驱动机构连接，驱动机构驱动动力滑块(51)并连动机械拇指呈现摆动动作。2.根据权利要求1所述的仿人手机械手爪，其特征在于：所述机械四指包括远、中、近指关节(21、22、23)，远、中、近指关节(21、22、23)顺序铰接，所述近指关节(23)与机架板(10)的边缘铰接，所述机械拇指包括远、中、拇指近端关节(41、42、43),远、中、拇指近端关节(41、42、43)顺序铰接，拇指近端关节(43)与过渡连杆单元铰接，拇指近端关节(43)还与延伸支架(11)铰接。3.根据权利要求1或2所述的仿人手机械手爪，其特征在于：第一连杆机构包括与远指关节(21)及中指关节(22)外壁连接的远指滑块(211)及中指滑块(221)，远指滑块(211)及中指滑块(221)分别与远指关节(21)及中指关节(22)构成长度方向的滑动配合，第一传力杆(212)的一端铰接设置在远指滑块(211)上，第一传力杆(212)的另一端与中指关节(22)铰接且两端的铰接轴与远指关节(21)及中指关节(22)之间的铰接轴平行，中指滑块(221)上铰接设置有第二传力杆(222)，第二传力杆(222)的另一端与近指关节(23)铰接且两端的铰接轴与第一传力杆(212)两端的铰接轴平行，第一传力杆(212)与近指关节(23)之间设置有第三传力杆(213)，所述第三传力杆(213)的两端分别与第一传力杆(212)及近指关节(23)铰接且铰接轴与远指关节(21)及中指关节(22)之间的铰接轴平行，所述第二传力杆(222)上还设置有第四传力杆(223)，所述第四传力杆(223)的两端分别与第二传力杆(222)及转动连接杆(2231)铰接，所述转动连接杆(2231)与第四传力杆(223)的一端铰接，转动连接杆(2231)的转动轴芯线与机架板(10)板面垂直。4.根据权利要求1或2所述的仿人手机械手爪，其特征在于：所述第二连杆机构包括与拇指远端关节(41)与拇指中端关节(42)外壁连接的第一滑块(411)及第二滑块(421)，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，杨岩江，陈恩伟，陆益民，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34