一种高灵活性仿生机械手结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高灵活性仿生机械手结构，在机械小臂的容腔内固定设置有手腕摆动舵机和若干手指舵机，在机械手腕的手掌转轴上设置扇形齿轮，在手腕摆动舵机上安装驱动齿轮，驱动齿轮与扇形齿轮啮合；机械手掌的掌骨架连接扇形齿轮，以驱动齿轮驱动机械手掌摆动；所述机械手掌至少包括三根安装在掌骨架上的手指，分别为拇指、食指和中指，其中，食指和中指的第一节连接伸缩缸，其余指节以及拇指由对应舵机通过与其连接的手指牵引绳连接控制；机械小臂末端设置小臂旋转舵机，小臂旋转舵机输出轴通过小臂旋转舵盘与法兰轴承连接，法兰轴承通过连接法兰与小臂肘件连接。本实用新型专利技术手腕摆动控制精准，摆动有力，手指控制灵活，负载能力更强。载能力更强。载能力更强。

【技术实现步骤摘要】
一种高灵活性仿生机械手结构


[0001]本技术涉及一种仿生机械手，尤其涉及一种高灵活性仿生机械手结构，属于机器人


技术介绍

[0002]现有的机器人，手部动作实现，特别是模仿人手指动作，以及手腕全方位动作的仿生机械手，由于要考虑手腕摆动和转动机构，所以导致其主要布局是将微型电机放置于狭小的手掌和手指空间中，导致其结构复杂，而且这种设计又导致了其力矩不大，负载能力弱，手指灵活性差，实用性能弱，现有绳驱的仿生机械手的手指动作不能像人手一样分节控制，只能实现抓取动作，不能实现捏取动作，使得机械手手指仅仅实现了灵活弯曲和抓取大的物体，却不能灵活抓取小物体。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种像人手一样灵活有力的仿生机械手结构。
[0004]为了实现上述技术目的，本技术采用的技术方案是：一种高灵活性仿生机械手结构，包括具有容腔的机械小臂、机械手腕和机械手掌，机械小臂连接机械手腕，在机械小臂的容腔内固定设置有手腕摆动舵机和若干手指舵机，在机械手腕的手掌转轴上设置扇形齿轮，在手腕摆动舵机上安装驱动齿轮，驱动齿轮与扇形齿轮啮合；机械手掌的掌骨架连接扇形齿轮，以驱动齿轮驱动机械手掌摆动；所述机械手掌至少包括三根安装在掌骨架上的手指，分别为拇指、食指和中指，其中，食指和中指的第一节连接伸缩缸，其余指节以及拇指由对应舵机通过与其连接的手指牵引绳连接控制；机械小臂末端设置小臂旋转舵机，小臂旋转舵机输出轴通过小臂旋转舵盘与法兰轴承连接，法兰轴承通过连接法兰与小臂肘件连接。/>[0005]进一步的，所述食指和中指的第一节连接的伸缩缸为动作油缸，舵机连接驱动油缸，动作油缸和驱动油缸均为单动作弹簧自复位油缸，驱动油缸油口与动作油缸油口通过油管连接，驱动油缸缩进状态为动作油缸伸出状态，驱动油缸出油口和进油口与动作油缸进油口和出油口通过两根油管连接，形成驱动。
[0006]进一步的，食指的第一节与食指基座铰接，食指基座与掌骨架铰接且铰接方向与食指弯曲方向垂直，使食指与中指之间具有一个可调节的夹角，夹紧牵引绳一端连接在食指基座靠近中指的一侧，牵引食指与中指并拢夹紧，食指基座在靠近大拇指侧，与掌骨架之间安装弹性材料用于并拢夹紧后的复位。
[0007]进一步的，所述小臂旋转舵盘为具有半环形孔洞的法兰，中心为花键，半环形孔洞用于穿牵引绳或电源线。
[0008]进一步的，在手指舵机和手腕摆动舵机固定处的机械小臂壳体内设置固定支架，绳管和控制板固定在固定支架上，控制板上设置无线通讯模块，控制板外接供电电源线，控
制信号通过无线模块传输到控制板。
[0009]进一步的，所述机械小臂的壳体由下壳体、腕部壳体和上壳体组成；手指牵引绳和手腕摆动牵引绳都穿在各自的牵引绳管道中，手指牵引绳一端连接手指末端指节，另一端通过槽轮连接手指舵机。
[0010]更进一步的，机械手腕包括手掌转轴、扇形齿轮、十字过线架，其中手掌转轴旋转固定在由机械小臂的下壳体与腕部壳体扣合形成的腔体中，扇形齿轮的中心轴通孔套接固定在手掌转轴上，十字过线架具有一个设置有若干个通孔的竖杆和与竖杆垂直连接的横杆，在横杆上开有通槽，用于扇形齿轮与驱动齿轮啮合部分穿过，横杆上设置卡板，卡板与下壳体和腕部壳体卡接。
[0011]更进一步的，所述十字过线架的竖杆上阵列排布若干通孔，通孔仅用于穿过牵引绳，十字过线架卡在小臂腕部壳体和下壳体之间。
[0012]本技术的有益技术效果是：
[0013]1、 手腕摆动控制精准，摆动有力，手指控制灵活，舵机安装空间大，负载能力更强；
[0014]2、 整个手臂结构紧凑，安装维修方便，成本低；
[0015]3、 走线大幅简化，降低故障率。
附图说明
[0016]下面结合附图对本技术进一步说明。
[0017]图1为本技术的结构示意图；
[0018]图2为本技术十字过线架结构示意图；
[0019]图3为食指第一节结构示意图；
[0020]图4为食指基座结构示意图；
[0021]图5 为手掌骨架结构示意图。
[0022]图中：1、中指第一节，2、食指第一节，3、动作油缸，4、食指基座，5、掌骨架，6、手掌转轴，7、下壳体，8、扇形齿轮，9、十字过线架，10、腕部壳体，11、驱动齿轮，12、固定支架，13、控制板，14、牵引绳，15、槽轮，16、上壳体，17、驱动油缸，18、球头拉杆，19、舵机，20、小臂旋转舵机，21、小臂旋转舵盘，22、法兰轴承，23、连接法兰，24、小臂肘件，25、绳管，26、油管。
具体实施方式
[0023]如图1～5所示的高灵活性仿生机械手结构，包括具有容腔的机械小臂、机械手腕和机械手掌，机械小臂连接机械手腕，在机械小臂的容腔内固定设置有手腕摆动舵机和若干手指舵机，图1中的19指示的是舵机中的一个，在机械手腕的手掌转轴6上设置扇形齿轮8，在手腕摆动舵机上安装驱动齿轮11，驱动齿轮11与扇形齿轮8啮合；机械手掌的掌骨架5连接扇形齿轮8，以驱动齿轮8驱动机械手掌摆动；机械手掌至少包括三根安装在掌骨架5上的手指，分别为拇指、食指和中指，其中，食指第一节2和中指第一节1均连接一个动作油缸3，其余指节以及拇指由对应舵机通过与其连接的手指牵引绳连接控制，图1中的14指示牵引绳中的一根；机械小臂末端设置小臂旋转舵机20，小臂旋转舵机20输出轴通过小臂旋转舵盘21与法兰轴承22连接，法兰轴承22通过连接法兰23与小臂肘件24连接。
[0024]食指第一节2和中指第一节1的动作油缸3由舵机19连接的驱动油缸17驱动，利用驱动油缸17出油口和进油口与动作油缸3进油口和出油口通过两根油管26反接连接，驱动油缸17的球头拉杆18连接舵机19以控制驱动油缸17的伸缩，反向控制动作油缸3。
[0025]食指第一节2与食指基座4铰接，食指基座4与掌骨架5铰接且铰接方向与食指弯曲方向垂直，使食指与中指之间具有一个可调节的夹角，夹紧牵引绳一端连接在食指基座靠近中指的一侧，牵引食指与中指并拢夹紧，食指基座4在靠近大拇指侧，与掌骨架5之间安装弹性材料用于并拢夹紧后的复位。
[0026]小臂旋转舵盘21为具有半环形孔洞的法兰，中心为花键，半环形孔洞用于穿牵引绳11或电源线。
[0027]在手指舵机和手腕摆动舵机固定处的机械小臂壳体内设置固定支架12，绳管25和控制板13固定在固定支架12上，控制板13上设置无线通讯模块，控制板13外接供电电源线，控制信号通过无线模块传输至控制板13。
[0028]机械小臂的壳体由下壳体7、腕部壳体10和上壳体16组成；手指牵引绳和手腕摆动牵引绳都穿在各自的牵引绳管道中，手指牵引绳一端连接手指末端指节，另一端通过槽轮15连接手指舵机。
[0029]机械手腕包括手掌转轴6、扇形齿轮8、十字过线架9，其中手掌转轴6旋转固定在由机械小臂的下壳体与腕部壳体10扣合形成的腔体中，扇形齿轮8的中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高灵活性仿生机械手结构，包括具有容腔的机械小臂、机械手腕和机械手掌，机械小臂连接机械手腕，其特征在于：在机械小臂的容腔内固定设置有手腕摆动舵机和若干手指舵机，在机械手腕的手掌转轴上设置扇形齿轮，在手腕摆动舵机上安装驱动齿轮，驱动齿轮与扇形齿轮啮合；机械手掌的掌骨架连接扇形齿轮，以驱动齿轮驱动机械手掌摆动；所述机械手掌至少包括三根安装在掌骨架上的手指，分别为拇指、食指和中指，其中，食指和中指的第一节连接伸缩缸，其余指节以及拇指由对应舵机通过与其连接的手指牵引绳连接控制；机械小臂末端设置小臂旋转舵机，小臂旋转舵机输出轴通过小臂旋转舵盘与法兰轴承连接，法兰轴承通过连接法兰与小臂肘件连接。2.根据权利要求1所述的高灵活性仿生机械手结构，其特征在于：所述小臂旋转舵盘为具有半环形孔洞的法兰，中心为花键，半环形孔洞用于穿牵引绳或电源线。3.根据权利要求1所述的高灵活性仿生机械手结构，其特征在于：在手指舵机和手腕摆动舵机固定处的机械小臂壳体内设置固定支架，绳管和舵机控制板固定在固定支架上，舵机控制板上设置无线通讯模块，舵机控制板外接供电电源线，控制信号通过无线模块传输到舵机控制板。4.根据权利要求1所述的高灵活性仿生机械手结构，其特征在于：所述机械小臂的壳体由下壳体、腕部壳体和上壳体组成；手指牵引绳和手腕摆动牵引绳都穿在各自的牵引绳管道中，手指牵引绳一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐航，
申请(专利权)人：宿州赛尔沃德物联网科技有限公司，
类型：新型
国别省市：