关节结构及机械手制造技术

本发明专利技术涉及机械手领域，提供一种关节结构及机械手。关节结构包括第一关节、第二关节第三关节和第三软绳，第一关节与第二关节通过第一铰轴可转动地连接，第二关节与第三关节可转动地连接；第一铰轴上具有第一过线孔，第一过线孔与第一铰轴的轴线相交，第一过线孔的贯通方向垂直于第一铰轴的轴线；第一过线孔的开口朝向第一关节，和/或第一过线孔的开口朝向第二关节；第三软绳的走线路径依次经过第一关节和第二关节后到达第三关节，第三软绳从第一过线孔穿过，第三软绳与第三关节固定连接。关节结构能够通过拉扯第三软绳来单独驱动第三关节转动，继而完成更加复杂多样的动作；并且，关节结构的自重较轻，生产装配难度较低。生产装配难度较低。生产装配难度较低。

【技术实现步骤摘要】
关节结构及机械手


[0001]本专利技术涉及机械手领域，具体是涉及一种关节结构及机械手。

技术介绍

[0002]现有机器人及机械手一般在运动的关节(例如手指关节)上设置有驱动电机来驱动该关节自身或下一级关节运动，例如公开号为CN111975791A的中国专利技术专利申请公开了一种飞行仿生控制手臂救援机器人，该方案采用手指步进电机来驱动手指关节的运动，然而这种方式一方面导致运动关节的自重较大，导致关节运动的负载较大，另一方面，机械手的空间较为狭小，尤其是手指的体积更为狭小，在机械手上(尤其是在手指上)设置电机等驱动/传动部件的难度较大。
[0003]为了解决上述技术问题，一些现有技术采用软轴传递扭矩，例如公开号为CN108312138A的中国专利技术专利申请公开了一种多关节机械臂，该方案采用软轴、齿轮和减速器组成驱动关节转动的传动链，然而一方面，该方案的齿轮和减速器同样会增大运动关节的自重，另一方面，在机械手领域，手指关节的空间狭小，不利于设置软轴、齿轮与减速器的配合，采用软轴、齿轮与减速器的配合驱动手指关节转动的方案生产加工难度较大。
[0004]进一步地，为了解决上述技术问题，还有一些现有技术采用第三软绳/线驱动手指运动，例如公开号为CN111604934A的中国专利技术专利申请公开了一种仿生柔顺机械手，以及例如公开号为CN110142791A的中国专利技术专利申请公开了一种高集成的机械手，然而，一方面，该类方案采用同一第三软绳/线驱动对应手指的多个关节同步运动，而不能对手指的各关节进行分别驱动，手指能够完成的动作样式单一；另一方面，该类方案的将驱动电机设置在手掌上，导致手掌的自重较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一是提供一种活动关节自重较轻且各活动关节能够单独运动的关节结构。
[0006]本专利技术提供的关节结构包括第一关节、第二关节和第三关节，第一关节与第二关节通过第一铰轴可转动地连接，第二关节与第三关节可转动地连接；第一铰轴上具有第一过线孔，第一过线孔与第一铰轴的轴线相交，第一过线孔的贯通方向垂直于第一铰轴的轴线；第一过线孔的开口朝向第一关节，和/或第一过线孔的开口朝向第二关节；还包括第三软绳，第三软绳的走线路径依次经过第一关节和第二关节后到达第三关节，第三软绳从第一过线孔穿过，第三软绳与第三关节固定连接。
[0007]由上可见，这样第二关节相对第一关节转动时，不会引起第三软绳的长度发生明显变化，第三软绳的长度不容易受第二关节的转动干扰，因此本专利技术能够通过拉扯第三软绳来单独驱动第三关节转动，有利于提升关节结构运动姿态的多样性，相较于公开号为CN111604934A及CN110142791A的方案而言，本专利技术的关节结构能够完成更加复杂的动作；并且，本专利技术不用在第二关节和第三关节上设置电机、齿轮等较重质地的动力部件就能对
第二关节和第三关节进行单独转动，不仅有利于减轻活动关节的自重，而且有利于简化关节结构的结构，有利于降低关节结构的生产装配难度。
[0008]一个优选的方案是，第一过线孔具有第一孔段，第一孔段的沿贯通方向的两端分别为第一孔端和第二孔端，第一孔段与第一铰轴的轴线相交于第一孔端，第二孔端为第一过线孔的其中一端开口，从第一孔端至第二孔端，第一孔段在第二关节与第三关节相对转动的周向上的尺寸逐渐增大。
[0009]由上可见，这样在第二关节单独转动时，不容易因为第一铰轴的自身料厚而导致第三软绳的长度发生变化，进一步有利于降低第二关节的转动对第三软绳的长度造成影响，进一步有利于提升对第三关节单独操控的准确性。
[0010]另一个优选的方案是，第一关节与第二关节均具有中空孔路，第三软绳依次穿过第一关节的中空孔路、第一过线孔和第二关节的中空孔路。
[0011]由上可见，这样有利于方便第三软绳及后述其它软质绳的走线。
[0012]再一个优选的方案是，第三软绳包括第五绳和第六绳，第五绳与第六绳均用于拉扯第三关节相对第二关节绕同一轴线转动，第三关节在第五绳拉扯作用下的转动方向与其在第六绳拉扯作用下的转动方向相反。
[0013]由上可见，这样第三关节在向正反两个方向转动时均由第三软绳拉扯进行，便于通过第三软绳操控第三关节向第二关节的正反两个方向弯转动和弯折，第三关节的运动可控性更好，且关节结构能够完成更加复杂多样的动作。
[0014]又一个优选的方案是，还包括第一软绳，第一软绳的走线路径经第一关节到达第二关节，第一软绳与第二关节固定连接。
[0015]由上可见，这样进一步有利于降低整个关节结构的自重，当然，在第一关节为固定设置的情况下，也可以在第一关节上设置电机驱动第一铰轴转动。
[0016]进一步的方案是，第一软绳包括第一绳和第二绳，第一绳与第二绳均用于拉扯第二关节相对第一铰轴的轴线转动，第二关节在第一绳拉扯作用下的转动方向与第二关节在第二绳拉扯作用下的转动方向相反。
[0017]又一个优选的方案是，第一铰轴与第一关节固定连接，或第一铰轴与第二关节固定连接。
[0018]由上可见，这样有利于第一过线孔的朝向稳定，有利于避免因为第一铰轴的不确定转动而造成第三软绳的长度发生变化。
[0019]又一个优选的方案是，第一铰轴具有第一轴和第二轴，第一铰轴与第一关节相对第一轴可转动地连接，第一铰轴与第二关节相对第二轴可转动地连接，第一过线孔与第一轴的轴线相交，第一过线孔与第二轴的轴线相交。
[0020]由上可见，这样进一步有利于第二关节完成更加复杂多样的动作。
[0021]进一步的方案是，第一轴的轴线与第二轴的轴线共面且垂直。
[0022]进一步的方案是，第一绳与第二绳均用于拉扯第二关节相对第二轴转动，第二关节在第一绳拉扯作用下的转动方向与第二关节在第二绳拉扯作用下的转动方向相反。
[0023]进一步的方案是，还包括第二软绳，第二软绳的走线路径经过第一关节到达第一铰轴，第二软绳与第一铰轴固定连接。
[0024]更进一步的方案是，第二软绳包括第三绳和第四绳，第三绳与第四绳均用于拉扯
第一铰轴相对第一轴转动，第一铰轴在第三绳拉扯作用下的转动方向与第一铰轴在第四绳拉扯作用下的转动方向相反。
[0025]进一步的方案是，第二关节与第三关节通过第二铰轴进行连接，第二铰轴具有第三轴和第四轴，第二铰轴与第二关节相对的第三轴可转动地连接，第二铰轴与第三关节相对第四轴可转动地连接。
[0026]由上可见，这样进一步有利于第三关节完成更加复杂多样的动作。
[0027]更进一步的方案是，第二铰轴具有第二过线孔，第三软绳穿过第二过线孔。
[0028]由上可见，这样有利于规范第三软绳的走线路径。
[0029]更进一步的方案是，还包括第四软绳，第四软绳的走线路径依次经过第一关节和第二关节后到达第二铰轴，第四软绳与第二铰轴固定连接，第四软绳穿过第一过线孔。
[0030]更进一步的方案是，第五绳与第六绳均用于拉扯第三关节相对第四轴转动，第三关节在第五绳拉扯作用下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.关节结构，包括第一关节、第二关节和第三关节，所述第一关节与所述第二关节通过第一铰轴可转动地连接，所述第二关节与所述第三关节可转动地连接；其特征在于：所述第一铰轴上具有第一过线孔，所述第一过线孔与所述第一铰轴的轴线相交，所述第一过线孔的贯通方向垂直于所述第一铰轴的轴线；所述第一过线孔的开口朝向所述第一关节，和/或所述第一过线孔的开口朝向所述第二关节；还包括第三软绳，所述第三软绳的走线路径依次经过所述第一关节和所述第二关节后到达所述第三关节，所述第三软绳从所述第一过线孔穿过，所述第三软绳与所述第三关节固定连接。2.根据权利要求1所述的关节结构，其特征在于：所述第一过线孔具有第一孔段，所述第一孔段的沿贯通方向的两端分别为第一孔端和第二孔端，所述第一孔段与所述第一铰轴的轴线相交于所述第一孔端，所述第二孔端为所述第一过线孔的其中一端开口，从所述第一孔端至所述第二孔端，所述第一孔段在所述第二关节与所述第三关节相对转动的周向上的尺寸逐渐增大。3.根据权利要求1或2所述的关节结构，其特征在于：所述第一关节与所述第二关节均具有中空孔路，所述第三软绳依次穿过所述第一关节的中空孔路、所述第一过线孔和所述第二关节的中空孔路；所述第三软绳包括第五绳和第六绳，所述第五绳与所述第六绳用于拉扯所述第三关节相对所述第二关节绕同一轴线转动，所述第三关节在所述第五绳拉扯作用下的转动方向与所述第三关节在所述第六绳拉扯作用下的转动方向相反；还包括第一软绳，所述第一软绳的走线路径经所述第一关节到达所述第二关节，所述第一软绳与所述第二关节固定连接；所述第一软绳包括第一绳和第二绳，所述第一绳与所述第二绳均用于拉扯所述第二关节相对所述第一铰轴的轴线转动，所述第二关节在所述第一绳拉扯作用下的转动方向与所述第二关节在所述第二绳拉扯作用下的转动方向相反；所述第一铰轴与所述第一关节固定连接，或所述第一铰轴与所述第二关节固定连接。4.根据权利要求1或2所述的关节结构，其特征在于：所述第一铰轴具有第一轴和第二轴，所述第一铰轴与所述第一关节相对所述第一轴可转动地连接，所述第一铰轴与所述第二关节相对所述第二轴可转动地连接，所述第一过线孔与所述第一轴的轴线相交，所述第一过线孔与所述第二轴的轴线相交；所述第一轴的轴线与所述第二轴的轴线共面且垂直；还包括第一软绳，所述第一软绳的走线路径经所述第一关节到达所述第二关节，所述第一软绳与所述第二关节固定连接；所述第一软绳包括第一绳和第二绳，所述第一绳与所述第二绳均用于拉扯所述第二关节相对所述第二轴转动，所述第二关节在所述第一绳拉扯作用下的转动方向与所述第二关节在所述第二绳拉扯作用下的转动方向相反；还包括第二软绳，所述第二软绳的走线路径经过所述第一关节到达所述第一铰轴，所述第二软绳与所述第一铰轴固定连接；
所述第二软绳包括第三绳和第四绳，所述第三绳与所述第四绳均用于拉扯所述第一铰轴相对所述第一轴转动，所述第一铰轴在所述第三绳拉扯作用下的转动方向与所述第一铰轴在所述第四绳拉扯作用下的转动方向相反。5.根据权利要求4所述的关节结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：古高桐，
申请(专利权)人：工奇精密工业澳门有限公司，
类型：发明
国别省市：