机器人手臂以及智能服务助手制造技术

本发明专利技术公开了机器人手臂以及智能服务助手，包括臂组件和手组件，手组件包括手掌件和手指，手掌件上远离手指的一端与臂组件铰接，在手掌件上设置有若干个通孔，通孔分别各与一个手指对应，手指包括若干个依次铰接的指节，位于手指端部的一个指节的一端与手掌件上远离臂组件的一端铰接，在每个手指上均设置有驱动线，驱动线的一端与对应手指上远离手掌件的指节的内侧连接，驱动线的另一端先沿着对应手指移动到手掌件的内侧后，再穿过对应的通孔移动到手掌件的背部，最后与驱动源连接，驱动源能收放驱动线。通过本发明专利技术设计出的机器人手臂，简化了机器人手臂的驱动结构，能极大地缩小机器人手臂的体积。

Robot arm and intelligent service assistant

The invention discloses a robot arm and an intelligent service assistant, including an arm component and a hand component. The hand component comprises a palm component and a finger, and one end of the palm component far from the finger is articulated with the arm component. A plurality of through holes are arranged on the palm component, each corresponding to a finger, and the finger comprises a plurality of successively articulated ones. One end of a knuckle at the end of a finger is articulated with the other end of the knuckle at the end of the finger which is far from the arm assembly on the palm piece, and a driving line is arranged on each finger. One end of the driving line is connected with the inner side of the knuckle at the corresponding finger which is far from the palm piece. The other end of the driving line moves along the corresponding finger to the inner side of the palm piece first, and then Move through the corresponding through hole to the back of the palm, and finally connect with the driving source, the driving source can retrieve and release the driving line. The robot arm designed by the invention simplifies the driving structure of the robot arm and can greatly reduce the volume of the robot arm.

【技术实现步骤摘要】
机器人手臂以及智能服务助手
本专利技术涉及机器人手臂以及智能服务助手。
技术介绍
人形机器人具有和人类相仿的活动度，能够适应复杂环境，执行繁杂任务，在军事和民用领域均具有广阔的应用前景。在军事战争和抢险救灾中，利用机器人替代人类从事危险任务，具有重大的现实意义；在残障护理和家庭内勤方面，利用机器人替代人类从事繁琐劳动和在有害的环境中进行劳作，则拥有巨大的经济价值。伴随人工智能和传感技术的发展，人形机器人具备的空间定位与姿态平衡、图像识别与环境感知、语音识别与语言理解等智能化功能，进一步地拓展了该类人形机器人的使用场景，提升其使用效率。现有技术将人形机器人与自然语音处理技术结合，设计出了一种可进行人机对话的人形机器人，该人形机器人可以直接根据人类的语音命令执行相应功能动作，极大地方便了该类人形机器人的应用普及。而现在还没有应用于医院等服务环境的人形机器人。同时，现有的机器人手臂通过液压驱动或者在各个关节部位安装电机以及驱动齿轮等部件来驱动手指的弯曲伸展，这种结构体积大、构造复杂，不能适用于一些狭小空间的使用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供机器人手臂以及智能服务助手，解决现有的机器人手臂通过液压驱动或者在各个关节部位安装电机以及驱动齿轮等部件来驱动手指的弯曲伸展，这种结构体积大、构造复杂，不能适用于一些狭小空间的使用的问题。因此本专利技术设计出机器人手臂以及智能服务助手，简化了机器人手臂的驱动结构，能极大地缩小机器人手臂的体积，使其能应用于及其狭小的空间或者穿过狭小的入口；同时，本专利技术将设计出的机器人手臂应用于人形机器人上，在简化原有的人形机器人手臂结构的基础上，增加与服务相关的模块，以使本专利技术设计的智能服务助手能应用于各大服务行业。本专利技术通过下述技术方案实现：机器人手臂，包括依次连接的臂组件和手组件，所述手组件包括手掌件以及若干个均与手掌件连接的手指，所述手掌件上远离手指的一端与臂组件铰接，在手掌件上设置有若干个通孔，所述通孔分别各与一个手指对应，所述手指包括若干个依次铰接的指节，位于手指端部的一个所述指节的一端与手掌件上远离臂组件的一端铰接，在每个手指上均设置有驱动线，所述驱动线的一端与对应手指上远离手掌件的指节的内侧连接，驱动线的另一端先沿着对应手指移动到手掌件的内侧后，再穿过对应的通孔移动到手掌件的背部，最后与驱动源连接，所述驱动源能收放驱动线，并带动手指弯曲或伸展。驱动源可以采用远程无线控制感应、人手动拉动或者电动式绕线器或者连杆机构或者伸缩缸。当需要手指弯曲时，拉动驱动线，以使手指中距离手掌件最远的指节先弯曲，接着依次带动下一节指节弯曲，使手指的指间向掌心移动，从而实现手指的动作。同时，驱动线上靠近指节的一段位于手心一侧，靠近驱动源的一段位于手背一侧，相对于驱动线仅一直位于手心一侧来说，不仅能通过拉动驱动线实现手指的弯曲，同时驱动线能对手指产生一个手背的拉力，便于将手指上的各个指节向手心弯曲，而不是将指节拉动到与手掌件平行的位置，并且在手指的之间与手掌件的手心接触时，继续拉动驱动线，能使手指尖压紧手心，继而增大了手指尖与手心之间夹持物体时的摩擦力，提高了机器人手臂使用的稳定性。通过本专利技术设计出的机器人手臂，简化了机器人手臂的驱动结构，能极大地缩小机器人手臂的体积，使其能应用于及其狭小的空间或者穿过狭小的入口。进一步地，每个所述手指上，指节的彼此相对面上均设置有通槽，所述通槽的横截面为劣圆弧形，在相邻两个指节之间均设置有接触轴，所述接触轴的半径与通槽的半径一致，且接触轴与通槽同心，在接触轴的端面上均设置有两个连接臂，所述连接臂的一端均与接触轴铰接，且连接臂与接触轴之间的铰接的轴线均与接触轴的轴线重合，连接臂的另一端分别各与一个指节铰接。连接臂两端与对应部件之间的铰接的实现方式：在连接臂的两端均设置有插轴，连接臂的两端的插轴分别插入指节和接触轴的端面上。将各个指节通过本专利技术设计出的结构进行铰接，相对于传统的铰接结构来说，简化了指节的结构，仅需在指节上加工通槽以及与连接臂铰接的销孔即可，无需在直接上加工出套设在接触轴上的支耳，降低了制造成本。同时，由于传统的铰接部位的缝隙和配合面较多，在铰接部位及其容易产生灰尘积累，指节结构的简化，不仅防止了铰接部位的灰尘积累，还便于对指节的清洁。进一步地，在每个所述接触轴远离手心的一侧均设置有弹性复位带，所述复位带的两端分别与位于同一个接触轴两侧的指节的背部连接，且当手指处于平直状态时，复位带处于原态。当拉动驱动线使手指弯曲后，需要手指复位时，卸载下拉动驱动线的拉力，然后手指即在复位带恢复原态的作用下恢复到平直状态。进一步地，在位于所述接触轴上靠近手掌件一侧的指节的背面均设置有限位板，所述限位板弯曲成弧形板，其内凹面朝向接触轴，限位板的一端与位于接触轴上靠近手掌件一侧的指节连接，且当手指处于平直状态时，限位板的另一端与位于此接触轴上远离手掌件一侧的指节的背面接触。手指被复位带复位时，由于复位带拉动指节转动，会使手指恢复到平直状态时，指节仍旧具有一定速度，继而导致指节向手背弯曲，为了防止手指恢复到平直状态时，指节向手背弯曲，因此设置限位板，以使手指恢复到平直状态时，指节与对应的限位板接触，继而指节无法向手背弯曲，提高了机器人手臂使用的稳定性。进一步地，在所述通孔上靠近手心的一端且靠近手指的一侧设置有导线轮Ⅰ，在通孔上靠近手背的一端且远离手指的一侧设置有导线轮Ⅱ，所述驱动线上远离指节的一端先绕过导线轮Ⅰ后，再穿过通孔，最后绕过导线轮Ⅱ后与驱动源连接，且导线轮Ⅰ和导线轮Ⅱ均与驱动线连接。在收放驱动线时，驱动线位于通孔孔口处的部位会与孔口接触，继而产生摩擦，从而会磨损驱动线，为了防止驱动线磨损，因此在孔口两端大的对应位置分别设置导线轮Ⅰ和导线轮Ⅱ，从而将滑动摩擦便于滚动摩擦，减小驱动线的磨损。进一步地，在每个所述手指的内侧沿着对应的驱动线均设置有卡线槽，所述卡线槽上靠近手掌件的一端均向对应的通孔延伸，直至卡线槽与通孔连通，所述驱动线上远离驱动源的一段位于卡线槽中，且驱动线上远离驱动源的一端与卡线槽上远离手掌件的一端连接。卡线槽的设置防止驱动线被手指需要抓持的物体挂住。进一步地，还包括依次连接的红外线感应器和控制器，所述红外线感应器的数量与手指的数量一致，红外线感应器分别各位于一个手指的内侧，所述驱动源为电动式绕线器，绕线器的驱动电机与控制器连接，所述红外线感应器采集手掌内侧的红外信号，并将采集到的信号发送给控制器，所述控制器接收来自红外线感应器的信息，并控制电机的工作状态，从而通过绕线器控制驱动线的收放，继而控制各个手指的伸展以及弯曲。当红外线感应器感应到有物体靠近手心后，红外线感应器将感应到的信息发送给控制器，控制器启动电机，从而启动绕线器进行收线作业，从而使对应的手指指尖向掌心移动，继而将物体抓住。智能服务助手，包括人形机器人本体，所述机器人本体包括机器人手臂体以及控制机器人行为的控制系统，所述机器人手臂体包括根据权利要求1-7中任一项所限定的所述机器人手臂的特征。将权利要求1-7中任一项所限定的所述机器人手臂应用到智能服务助手身上，简化了现有机器人手臂的结构，便于将现有的机器人应用到一些对人体有害的环境和狭小的空间或者将手臂穿过狭小的入口。进一步地，所述控制系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机器人手臂，包括依次连接的臂组件和手组件，所述手组件包括手掌件(1)以及若干个均与手掌件(1)连接的手指，所述手掌件(1)上远离手指的一端与臂组件铰接，其特征在于：在手掌件(1)上设置有若干个通孔(4)，所述通孔(4)分别各与一个手指对应，所述手指包括若干个依次铰接的指节(2)，位于手指端部的一个所述指节(2)的一端与手掌件(1)上远离臂组件的一端铰接，在每个手指上均设置有驱动线(3)，所述驱动线(3)的一端与对应手指上远离手掌件(1)的指节(2)的内侧连接，驱动线(3)的另一端先沿着对应手指移动到手掌件(1)的内侧后，再穿过对应的通孔(4)移动到手掌件(1)的背部，最后与驱动源连接，所述驱动源能收放驱动线(3)，并带动手指弯曲或伸展。

【技术特征摘要】
1.机器人手臂，包括依次连接的臂组件和手组件，所述手组件包括手掌件(1)以及若干个均与手掌件(1)连接的手指，所述手掌件(1)上远离手指的一端与臂组件铰接，其特征在于：在手掌件(1)上设置有若干个通孔(4)，所述通孔(4)分别各与一个手指对应，所述手指包括若干个依次铰接的指节(2)，位于手指端部的一个所述指节(2)的一端与手掌件(1)上远离臂组件的一端铰接，在每个手指上均设置有驱动线(3)，所述驱动线(3)的一端与对应手指上远离手掌件(1)的指节(2)的内侧连接，驱动线(3)的另一端先沿着对应手指移动到手掌件(1)的内侧后，再穿过对应的通孔(4)移动到手掌件(1)的背部，最后与驱动源连接，所述驱动源能收放驱动线(3)，并带动手指弯曲或伸展。2.根据权利要求1所述的机器人手臂，其特征在于：每个所述手指上，指节(2)的彼此相对面上均设置有通槽(7)，所述通槽(7)的横截面为劣圆弧形，在相邻两个指节(2)之间均设置有接触轴(8)，所述接触轴(8)的半径与通槽(7)的半径一致，且接触轴(8)与通槽(7)同心，在接触轴(8)的端面上均设置有两个连接臂(14)，所述连接臂(14)的一端均与接触轴(8)铰接，且连接臂(14)与接触轴(8)之间的铰接的轴线均与接触轴(8)的轴线重合，连接臂(14)的另一端分别各与一个指节(2)铰接。3.根据权利要求2所述的机器人手臂，其特征在于：在每个所述接触轴(8)远离手心的一侧均设置有弹性复位带(9)，所述复位带(9)的两端分别与位于同一个接触轴(8)两侧的指节(2)的背部连接，且当手指处于平直状态时，复位带(9)处于原态。4.根据权利要求2所述的机器人手臂以及智能服务助手，其特征在于：在位于所述接触轴(8)上靠近手掌件(1)一侧的指节(2)的背面均设置有限位板(10)，所述限位板(10)弯曲成弧形板，其内凹面朝向接触轴(8)，限位板(10)的一端与位于接触轴(8)上靠近手掌件(1)一侧的指节(2)连接，且当手指处于平直状态时，限位板(10)的另一端与位于此接触轴(8)上远离手掌件(1)一侧的指节(2)的背面接触。5.根据权利要求1所述的机器人手臂，其特征在于：在所述通孔(4)上靠近手心的一端且靠近手指的一侧设置有导线轮Ⅰ(5)，在通孔(4)上靠近手背的一端且远离手指的一侧设置有导线轮Ⅱ(6)，所述驱动线(3)上远离指节(2)的一端先绕过导线轮Ⅰ(5)后，再穿过通孔(4)，最后绕过导线轮Ⅱ(6)后与驱动源连接，且导线轮Ⅰ(5)和导线轮Ⅱ(6)均与驱动线(3)连接。6.根据权利要求1所述的机器人手臂，其特征在于：在每个所述手指的内侧沿着对应的驱动线(3)均设置有卡线槽(11)，所述卡线槽(11)上靠近...

【专利技术属性】
技术研发人员：何义周，李晓玲，
申请(专利权)人：何义周，
类型：发明
国别省市：四川,51