一种多维可调机械手制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，具体公开了一种多维可调机械手，包括关节部，包括多个依次铰接的关节，每相邻两个关节之间均具有避让间隙；弯曲单元，包括动力绳以及第一驱动机构；旋转单元，包括第一连接关节、第二连接关节、旋转件以及第二驱动机构，旋转件与第二连接关节固定连接，旋转件中部固定连接有引线套，引线套内设有第一线孔，动力绳穿过第一线孔连接至机械手关节部，关节部内端的关节与第二连接关节转动连接；角度调节单元，包括固定件以及第三驱动机构，第一连接关节与固定件固定连接。本机械手具有多维度的调节能力，使配备有本机械手的机器人能够适应复杂多变的管道情况，通用性好。性好。性好。

【技术实现步骤摘要】
一种多维可调机械手


[0001]本专利技术属于机器人
，尤其涉及一种多维可调机械手。

技术介绍

[0002]现有很多气体、液体管道在使用中，需要定期对管道进行检测或对检测仪表进行读数，由于管道错综复杂，甚至有些管道位置较高，另外一些管道埋置于地下。这就使得对管道的检测或仪表的读数工作很难顺利进行。为了解决这个问题，有人设计了一种能够在管道外壁进行移动的机器人来完成管道检测或仪表读数的工作。
[0003]附着在管道外沿管道行走的管道机器人，一般通过夹爪夹紧管道，存在的问题是，夹爪常常无法有效夹紧管道，导致攀附力不稳，管道机器人无法沿管道稳定行走。
[0004]为了解决上述问题，公开号为CN111661189A的专利公开了一种管道爬行机器人，利用攀附爪实现在管道上的爬行，并利用接触单元与管道外壁紧密贴合。该方案攀附爪虽然能够保证机器人在管道上稳定爬行，但是由于其只能整体抱紧或者松开管道，导致该机器人只能是爬行特定管径的管道，通用性较差，而且该攀附爪无法收叠，在通过较窄的通道或者跨越障碍时只能借助其他方式辅助完成，无法适应复杂多变的管道情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种多维可调机械手，整体结构科学合理，设计巧妙，操作方便，具有多维度的调节能力，能够适应复杂多变的管道情况，通用性好。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种多维可调机械手，包括：关节部，包括多个依次铰接的关节，每相邻两个关节之间均具有避让间隙；弯曲单元，包括动力绳以及收放卷动力绳的第一驱动机构，动力绳依次穿插于各个关节上，动力绳一端固定配合于最外端的关节上，第一驱动机构收卷动力绳关节绕铰接点转动至避让间隙内；旋转单元，包括第一连接关节、第二连接关节、设置于第一连接关节与第二连接关节之间的旋转件以及驱动旋转件转动的第二驱动机构，旋转件与第二连接关节固定连接，旋转件中部固定连接有引线套，引线套两端分别插入第一连接关节和第二连接关节中并与第一连接关节转动配合，引线套内设有第一线孔，动力绳穿过第一线孔连接至机械手关节部，关节部内端的关节与第二连接关节转动连接；角度调节单元，包括固定件以及驱动固定件转动的第三驱动机构，第一连接关节与固定件固定连接，固定件转动方向所在平面与第二关节转动方向所在平面相互垂直。
[0007]基于上述方案，本机械手主要用于执行弯曲、旋转和角度调节三个操作。
[0008]弯曲：通过第一驱动机构收放卷动力绳，由于动力绳另一端固定配合在最外端的关节上，所以收卷动力绳时会带动关节绕铰接点转动至避让间隙内，使机械手关节部弯曲。关节部弯曲后再放卷动力绳时关节部会在自身复原结构的作用下恢复至初始形态。
[0009]旋转：通过第二驱动机构驱动旋转件转动，由于旋转件与第二连接关节固定连接，因此旋转件转动时会带动第二连接关节转动，即带动关节部进行旋转操作。
[0010]角度调节：通过第三驱动机构驱动固定件转动，由于第一连接关节与固定件固定连接，关节部整体通过第二连接关节与第一连接关节相连，所以固定件转动时能够带动关节部摆动完成角度调节操作。
[0011]由于固定件转动方向所在平面与第二关节转动方向所在平面相互垂直，所以角度调节时第三驱动机构是驱动关节部整体绕X轴进行摆动的，使关节部绕X轴进行公转并可摆动至与X轴所在平面形成任意夹角的任意位置，进行关节部角度调节；关节部旋转时，第二驱动机构驱动关节部整体在第一连接关节上进行自转，使关节部的夹紧面可旋转至任意方向；关节部弯曲时则会使关节部弯曲为适配不同管径管道的不同弧度，使机械手具有多维度的调节能力。
[0012]综合三个维度上的操作，可以使关节部在摆动平面上任意位置使夹紧面旋转至任意方向然后完成抱紧管道、松开管道或者关节部收叠等操作。抱紧时由于关节部是由多个关节依次铰接而成的柔性臂，所以其能够适配不同管径大小的管道，收叠时可以使关节部向内弯曲减小机器人整体的体积以通过宽度较小的通道，使配备有本机械手的机器人能够适应复杂多变的管道情况，通用性好。
[0013]而且在上述操作中过程，由于第一连接关节与旋转件通过引线套转动连接，所以第二连接关节旋转时不会影响第一连接关节；由于第二连接关节和关节部整体与第一连接关节相连，所以第三驱动机构带动第一连接关节转动时会带动关节部摆动且不会影响第二连接关节的旋转；而动力绳从引线套内的第一线孔穿过，所以关节部旋转和摆动时也不会对动力绳造成影响，不会干涉关节部的弯曲，即上述的弯曲、旋转和摆动操作是相互独立的，能够独立或者同时进行而不相互干涉，整体结构科学合理，设计巧妙，操作方便，同时执行操作可大程度提高工作效率。
[0014]优选地，每个关节均包括机体以及设置于机体上的连接部，连接部包括设于机体两侧的两个第一耳板和两个第二耳板，两个第一耳板内侧之间的距离大于或等于两个第二耳板外侧之间的距离，第一耳板和第二耳板上均设有销孔。
[0015]优选地，机体底部开设有球状的容纳槽，容纳槽中转动安装有滚珠，机体底部还固定连接有限位板，限位板上开设有与容纳槽正对的圆形孔，滚珠下部穿过圆形孔且圆形孔的直径小于滚珠的直径。
[0016]优选地，还包括弹性的定型条，每个关节的机体上均开设有第一穿插孔和第二穿插孔，定型条依次穿插于各个关节的第一穿插孔中并使机械手维持预设形态，动力绳依次穿过各关节上的第二穿插孔，定型条位于机体上部，动力绳位于机体下部。
[0017]优选地，第三驱动机构包括第三转轴以及驱动第三转轴转动的第三电机，固定件包括第一侧板和第二侧板，第一侧板与第三转轴固定连接，第二侧板固定连接于第一侧板远离第三电机的一侧，第一连接关节固定连接于第一侧板和第二侧板之间。
[0018]优选地，第一驱动机构包括收卷辊以及驱动收卷辊转动的第一电机，第三转轴内部中空，收卷辊转动配合于第三转轴内，收卷辊与第一侧板和第二侧板转动配合，动力绳远离关节部的一端缠绕于收卷辊位于第一侧板和第二侧板之间的部分。
[0019]优选地，第二驱动机构包括第二转轴以及驱动第二转轴转动的第二电机，收卷辊
内部中空，第二转轴转动安装于收卷辊内，第二转轴外端位于第二侧板外侧并固定连接有第一锥齿轮，旋转件包括第二传动齿轮，第一连接关节上转动安装有与第二传动齿轮啮合的第一传动齿轮，第一传动齿轮上固定连接有连接轴，连接轴远离第一传动齿轮的一端固定连接有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。
[0020]优选地，收卷辊上固定套接有两块圆形的挡板，两块挡板均位于第一侧板和第二侧板之间，动力绳缠绕于收卷辊位于两块挡板之间的部分。
[0021]优选地，第二穿插孔内固定连接有固线器，固线器上开设有供动力绳穿过的第二线孔。
[0022]优选地，第一线孔和第二线孔两端均为外大内小的喇叭状。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的示意图；图2为图1的俯视图；图3为图2中A
‑
A的剖视图；图4为图2中B
‑
B的剖视图；图5为关节部的示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多维可调机械手，其特征在于，包括：关节部，包括多个依次铰接的关节（50），每相邻两个关节（50）之间均具有避让间隙；弯曲单元，包括动力绳（34）以及收放卷动力绳（34）的第一驱动机构，动力绳（34）依次穿插于各个关节（50）上，动力绳（34）一端固定配合于最外端的关节（50）上，第一驱动机构收卷动力绳（34）使关节（50）绕铰接点转动至避让间隙内；旋转单元，包括第一连接关节（18）、第二连接关节（19）、设置于第一连接关节（18）与第二连接关节（19）之间的旋转件以及驱动旋转件转动的第二驱动机构，旋转件与第二连接关节（19）固定连接，旋转件中部固定连接有引线套（20），引线套（20）两端分别与第一连接关节（18）和第二连接关节（19）相连并与第一连接关节（18）转动配合，引线套（20）内设有第一线孔（21），动力绳（34）穿过第一线孔（21）连接至机械手关节部，关节部内端的关节（50）与第二连接关节（19）铰接；角度调节单元，包括固定件以及驱动固定件转动的第三驱动机构，第一连接关节（18）与固定件固定连接，固定件转动方向所在平面与第二关节（50）转动方向所在平面相互垂直。2.根据权利要求1所述的一种多维可调机械手，其特征在于：每个关节（50）均包括机体以及设置于机体上的连接部，连接部包括设于机体两侧的两个第一耳板（506）和两个第二耳板（507），两个第一耳板（506）内侧之间的距离大于或等于两个第二耳板（507）外侧之间的距离，第一耳板（506）和第二耳板（507）上均设有销孔。3.根据权利要求2所述的一种多维可调机械手，其特征在于：机体底部开设有球状的容纳槽（57），容纳槽（57）中转动安装有滚珠（56），机体底部还固定连接有限位板（55），限位板（55）上开设有与容纳槽（57）正对的圆形孔（54），滚珠（56）下部穿过圆形孔（54）且圆形孔（54）的直径小于滚珠（56）的直径。4.根据权利要求3所述的一种多维可调机械手，其特征在于：还包括弹性的定型条（60），每个关节（50）的机体上均开设有第一穿插孔（504）和第二穿插孔，定型条（60）依次穿插于各个关节（50）的第一穿插孔（504）中并使机械手维持预设形态，动力绳（34）依次穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹浪，肖尧，杨波，方向明，杨易，张建，
申请(专利权)人：重庆七腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：