三指机械手制造技术

一种三指机械手，手掌基板固定连接在机架上板的上端，并开设有三个安装孔；一个手指底座固定安装在一个安装孔中，其余两个手指底座可转动地安装在其余的两个安装孔中，并分别与输出齿轮A和输出齿轮B固定连接；输入齿轮固定套装在转动舵机的输出轴上，传动齿轮组可转动地安装在机架上板的下部，且传动齿轮组的输入端与输入齿轮啮合，输出端分别与输出齿轮A和输出齿轮B啮合；手指主要由近指节、远指节和弹簧片组成，三个手指的近指节的末端分别通过销轴与三个手指底座之间可转动地连接；每个抓取舵机的输出轴上套装配有滑轮，绕设在滑轮上的牵引绳分别与对应手指上的固定柱连接。该机械手结构简单、体积小、质量轻、制造成本低、抓取效果理想。

【技术实现步骤摘要】
三指机械手
本技术涉及机械手
，具体涉及一种三指机械手。
技术介绍
机械手是机器人极其重要的组成部分，现有的机械手主要分为专用夹持器和智能手两类。专用夹持器应用较早，其体积较大、质量较重，仅能完成简单单一的制造过程，功能较为简单，抓取效果不够理想，常见于自动化的生产线；智能手的关节多、自由度多，并设置有大量的传感器，其能像人手一样灵活地完成各种任务，但是其结构复杂、制造成本高，不易于大范围的推广应用。综上所述，现有技术中的机械手具有结构复杂、体积较大、质量较重，且整体制造成本较高、不易于推广的诸多缺点。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种三指机械手，该机械手结构简单、体积小巧、质量轻，且制造成本低，同时，其抓取效果理想，易于在实际生产中进行大范围的推广。为了实现上述目的，本技术提供一种三指机械手，包括机壳、手掌基板、三个手指底座和三个手指；所述机壳由机架上板、机架下板和连接在机架上板和机架下板之间的机架外壳组成；所述机壳的内部设置有输入齿轮、传动齿轮组、输出齿轮A和输出齿轮B、三个抓取舵机和一个转动舵机，三个抓取舵机和一个转动舵机呈环形地排布，并均固定安装在机架下板上；所述机架上板上呈三角形地开设有三个通孔；所述手掌基板固定连接在机架上板的上端，并与三个通孔相对应地开设有三个安装孔；其中一个手指底座固定安装在一个安装孔中，其余两个手指底座可转动地安装在其余的两个安装孔中，并分别与输出齿轮A和输出齿轮B固定连接；所述输入齿轮固定套装在转动舵机的输出轴上，所述传动齿轮组可转动地安装在机架上板的下部，且传动齿轮组的输入端与输入齿轮啮合，输出端分别与输出齿轮A和输出齿轮B啮合；所述手指主要由近指节、远指节和弹簧片组成，所述弹簧片的两端分别与近指节的首端和远指节的末端铰接，近指节的里侧靠近其末端的位置与其首端之间开设有过绳通道A，远指节的末端里侧与其中部外侧之间开设有过绳通道B，远指节的中部外侧还连接有固定柱；三个手指的近指节的末端分别通过销轴与三个手指底座之间可转动地连接，并通过装配在销轴上的扭簧实现手指的回弹复位；每个抓取舵机的输出轴上套装配有滑轮，在每个滑轮上均绕设有牵引绳；在三个手指底座的中心位置分别设置有三个贯通通道，所述贯通通道纵向依次贯穿手指底座、手掌基板和机架上板地形成；三个滑轮上的牵引绳分别通过三个贯通通道穿出到三个手指底座的上部，并在绕到近指节末端的里侧面后，并依次通过过绳通道A、过绳通道B后与固定柱连接。在该技术方案中，通过抓取舵机驱动滑轮转动，进而利用牵引绳的收缩来驱动手指的弯曲动作，进而来完成对物体的抓取，这种欠驱动方式能有效减少驱动器的数量，有效简化传动机构的结构，并能有效减小机械手的体积和重量；三根手指均可相对于手指底座绕销轴旋转，并通过扭簧来定位和保证回弹，同时，三个手指底座的一个固定安装，另两个可转动式安装，这种结构可以使机械手具有更好的形状自适应性和更好的抓取效果，并能有效地增大抓取范围。该机械手结构简单、体积小巧、质量轻，且制造成本低，同时，其抓取效果理想，易于在实际生产中进行大范围的推广。进一步，还包括与可转动安装的两个手指底座相对应的限位机构，所述限位机构包括设置在安装孔一侧的弧形槽、固定连接在手指底座一侧的限位块，限位块可转动地设置在弧形槽中。弧形槽和限位块的配合能限定手指底座的转动角度，进而可以针对不同的待抓取物体，通过转动舵机来改变手指的排列方式，可以提高对物体的抓取效果，以提高该机械手的通用性。进一步，所述近指节和远指节的里侧面均附着有硅胶指垫。这样能使手指具有刚柔结合的结构，能使抓取过程具有柔性，同时，还能增加手指表面的摩擦力。进一步，为了便于安装该机械手，所述机架下板的下端固定连接有相对设置的一对底板，一对底板之间设置有燕尾形的滑槽。进一步，为了降低制造成本，所述手指采用3D打印机打印形成。进一步，为了便于安装和拆卸，所述固定柱为与远指节连接的螺栓。进一步，为了增加整体的牢固程度，所述机架下板、机架上板和手掌基板通过双通螺柱和连接在双通螺柱上下两端的螺钉固定连接。作为一种优选，所述传动齿轮组由相互啮合的传动齿轮A和传动齿轮B组成。进一步，为了能使牵引绳的收缩和释放过程中的阻力最小，所述过绳通道A内设置有沿其长度方向排布的两个导向销轴A，导向销轴A可转动地连接于近指节中，手指底座在销轴的下部设置有导向销轴B。本专利技术采用欠驱动的方式，能在满足智能机械手的整体需求下，有效降低制造成本，易于大范围的推广应用。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术去掉机架外壳后的结构示意图；图3是图2的俯视图；图4是本技术中抓取舵机在机壳内的布置结构示意图；图5是本技术中输入齿轮、传动齿轮组、输出齿轮A和输出齿轮B的布置结构示意科；图6是本技术中手指的结构示意图。图中：1、机架外壳，2、手指，2-1、硅胶指垫，2-2、远指节，2-3、弹簧片，2-4、近指节，3、手指底座，4、手掌基板，5、机架上板，6、转动舵机，7、机架下板，8、底板，9、抓取舵机，10、滑轮，11、双通铜柱，12、螺钉，13、销轴，14、输入齿轮，15、输出齿轮A，16、输出齿轮B，17、导向销轴B，18、过绳通道A，19、过绳通道B，20、固定柱，21、牵引绳，22、贯通通道，23、弧形槽，24、滑槽，25、传动齿轮A，26、传动齿轮B，27、限位块，28、导向销轴A，29、扭簧。具体实施方式下面对本技术作进一步说明。如图1至图6所示，一种三指机械手，包括机壳、手掌基板4、三个手指底座3和三个手指2；所述机壳由机架上板5、机架下板7和连接在机架上板5和机架下板7之间的机架外壳1组成；所述机壳的内部设置有输入齿轮14、传动齿轮组、输出齿轮A15和输出齿轮B16、三个抓取舵机9和一个转动舵机6，三个抓取舵机9和一个转动舵机6呈环形地排布，并均固定安装在机架下板7上；所述机架上板5上呈三角形地开设有三个通孔；所述手掌基板4固定连接在机架上板5的上端，并与三个通孔相对应地开设有三个安装孔；其中一个手指底座3固定安装在一个安装孔中，其余两个手指底座3可转动地安装在其余的两个安装孔中，并分别与输出齿轮A15和输出齿轮B16固定连接；作为一种优选，可转动安装的两个手指底座3位于同一侧。所述输入齿轮14固定套装在转动舵机6的输出轴上，所述传动齿轮组可转动地安装在机架上板5的下部，且传动齿轮组的输入端与输入齿轮14啮合，输出端分别与输出齿轮A15和输出齿轮B16啮合；所述手指2主要由近指节2-4、远指节2-2和弹簧片2-3组成，所述弹簧片2-3的两端分别与近指节2-4的首端和远指节2-2的末端铰接。采用弹簧片2-3来进行弹性铰链，比传统铰链连接结构简单且易于实现，并且能使远指节2-2和近指节2-4之间具有较好的回弹效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三指机械手，包括机壳，所述机壳由机架上板（5）、机架下板（7）和连接在机架上板（5）和机架下板（7）之间的机架外壳（1）组成，其特征在于，还包括手掌基板（4）、三个手指底座（3）和三个手指（2）；/n所述机壳的内部设置有输入齿轮（14）、传动齿轮组、输出齿轮A（15）和输出齿轮B（16）、三个抓取舵机（9）和一个转动舵机（6），三个抓取舵机（9）和一个转动舵机（6）呈环形地排布，并均固定安装在机架下板（7）上；/n所述机架上板（5）上呈三角形地开设有三个通孔；所述手掌基板（4）固定连接在机架上板（5）的上端，并与三个通孔相对应地开设有三个安装孔；其中一个手指底座（3）固定安装在一个安装孔中，其余两个手指底座（3）可转动地安装在其余的两个安装孔中，并分别与输出齿轮A（15）和输出齿轮B（16）固定连接；/n所述输入齿轮（14）固定套装在转动舵机（6）的输出轴上，所述传动齿轮组可转动地安装在机架上板（5）的下部，且传动齿轮组的输入端与输入齿轮（14）啮合，输出端分别与输出齿轮A（15）和输出齿轮B（16）啮合；/n所述手指（2）主要由近指节（2-4）、远指节（2-2）和弹簧片（2-3）组成，所述弹簧片（2-3）的两端分别与近指节（2-4）的首端和远指节（2-2）的末端铰接，近指节（2-4）的里侧靠近其末端的位置与其首端之间开设有过绳通道A（18），远指节（2-2）的末端里侧与其中部外侧之间开设有过绳通道B（19 ），远指节（2-2）的中部外侧还连接有固定柱（20）；三个手指（2）的近指节（2-4）的末端分别通过销轴（13）与三个手指底座（3）之间可转动地连接，并通过装配在销轴（13）上的扭簧（29）实现手指（2）的回弹复位；/n每个抓取舵机（9）的输出轴上套装配有滑轮（10），在每个滑轮（10）上均绕设有牵引绳（21）；在三个手指底座（3）的中心位置分别设置有三个贯通通道（22），所述贯通通道（22）纵向依次贯穿手指底座（3）、手掌基板（4）和机架上板（5）地形成；三个滑轮（10）上的牵引绳（21）分别通过三个贯通通道（22）穿出到三个手指底座（3）的上部，并在绕到近指节（2-4）末端的里侧面后，并依次通过过绳通道A（18）、过绳通道B（19）后与固定柱（20）连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三指机械手，包括机壳，所述机壳由机架上板（5）、机架下板（7）和连接在机架上板（5）和机架下板（7）之间的机架外壳（1）组成，其特征在于，还包括手掌基板（4）、三个手指底座（3）和三个手指（2）；
所述机壳的内部设置有输入齿轮（14）、传动齿轮组、输出齿轮A（15）和输出齿轮B（16）、三个抓取舵机（9）和一个转动舵机（6），三个抓取舵机（9）和一个转动舵机（6）呈环形地排布，并均固定安装在机架下板（7）上；
所述机架上板（5）上呈三角形地开设有三个通孔；所述手掌基板（4）固定连接在机架上板（5）的上端，并与三个通孔相对应地开设有三个安装孔；其中一个手指底座（3）固定安装在一个安装孔中，其余两个手指底座（3）可转动地安装在其余的两个安装孔中，并分别与输出齿轮A（15）和输出齿轮B（16）固定连接；
所述输入齿轮（14）固定套装在转动舵机（6）的输出轴上，所述传动齿轮组可转动地安装在机架上板（5）的下部，且传动齿轮组的输入端与输入齿轮（14）啮合，输出端分别与输出齿轮A（15）和输出齿轮B（16）啮合；
所述手指（2）主要由近指节（2-4）、远指节（2-2）和弹簧片（2-3）组成，所述弹簧片（2-3）的两端分别与近指节（2-4）的首端和远指节（2-2）的末端铰接，近指节（2-4）的里侧靠近其末端的位置与其首端之间开设有过绳通道A（18），远指节（2-2）的末端里侧与其中部外侧之间开设有过绳通道B（19），远指节（2-2）的中部外侧还连接有固定柱（20）；三个手指（2）的近指节（2-4）的末端分别通过销轴（13）与三个手指底座（3）之间可转动地连接，并通过装配在销轴（13）上的扭簧（29）实现手指（2）的回弹复位；
每个抓取舵机（9）的输出轴上套装配有滑轮（10），在每个滑轮（10）上均绕设有牵引绳（21）；在三个手指底座（3）的中心位置分别设置有三个贯通通道（22），所述贯通通道（22）纵向依次贯穿手指底座（3）、手掌基板（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘粤，王冬雪，苏璇，马超群，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32