一种仿生机械手制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种仿生机械手，包括挥摆驱动结构、球关节结构、俯仰驱动结构和机械手本体；球关节结构包括固定轴、涡轮法兰和手腕连接座，手腕连接座与涡轮铰接，使手腕连接座绕固定轴转动，手腕连接座与机械手本体连接；挥摆驱动结构包括支承座和定位轴，支承座设有开口，涡轮的一端置于开口内，定位轴垂直于固定轴且插穿涡轮和支承座，使得涡轮绕支承座转动；俯仰驱动结构驱动机械手本体做俯仰运动，挥摆驱动结构驱动球关节结构挥摆，带动机械手挥摆。通过方案使得机械手本体具备俯仰和挥摆两个自由度，增加了末端手掌的位姿灵活性，手的运动空间变大，有利于手的运动路径规划和抓取策略的选取。规划和抓取策略的选取。规划和抓取策略的选取。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生机械手


[0001]本技术涉及一种机器人领域，尤其涉及一种仿生机械手。

技术介绍

[0002]手是人类意识的延伸，是人体不可替代的一部分，而手腕关节作为连接手掌与手臂的桥梁，其重要程度不言而喻，并将直接影响手的灵巧性和操控性。
[0003]仿生机器人技术发展至今，现有的人型机器人的手腕关节通常不存在自由度或者只存在一个绕手臂轴心旋转的自由度，手腕关节仅仅是作为连接手掌和手臂的连接部件，失去了自由度的手掌则无法到达某一些特定位置，而且只能以单调而固定的姿态、运动路径和抓取策略来完成既定动作，甚至需要肘关节自由度和肩关节自由度的辅助，这大大牺牲了仿生机械手的灵巧性和操控性。
[0004]手腕关节应当起到调整双手位置和姿态的作用，俯仰和挥摆两个自由度能够使得末端手掌的位姿灵活多变，使得双手的运动空间变大，此外还有利于手的运动路径规划和抓取策略的选取。因此，如何使仿生机械手具有自由度，实为本领域的和相关人员所关注的焦点。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种仿生机械手，用于解决现有技术中的仿生机械手缺乏自由度的问题。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本技术提出一种仿生机械手，包括挥摆驱动结构、球关节结构、俯仰驱动结构和机械手本体；
[0006]所述球关节结构包括涡轮、手腕连接座和固定轴，所述固定轴穿设于手腕连接座和所述涡轮，所述手腕连接座绕所述固定轴转动，所述手腕连接座的端部与所述机械手本体的腕部连接，所述机械手本体的手背与所述俯仰驱动结构的一端铰接，所述俯仰驱动结构的另一端与所述挥摆驱动结构铰接，所述俯仰驱动结构驱动所述机械手本体做俯仰运动，所述机械手本体做俯仰运动时带动所述手腕连接座转动；
[0007]所述挥摆驱动结构包括支承座和定位轴，所述支承座设有开口，所述涡轮的一端置于所述开口内，所述定位轴垂直于所述固定轴，且穿设于所述支承座与所述涡轮，涡轮绕所述定位轴转动，所述挥摆驱动结构还包括第一动力结构，所述第一动力结构设于所述支承座内，且与所述涡轮连接，所述第一动力机构驱动所述涡轮绕所述定位轴转动，所述涡轮转动带动所述球关节结构挥摆。
[0008]优选地，所述手腕连接座的侧壁设有第一连接耳和第二连接耳；所述涡轮包括挥摆连接座，所述挥摆连接座包括第一凸块、第二凸块和第三凸块，所述第二凸块的底端一侧弯折延伸形成第一底侧壁，所述第一凸块的一端与所述第一底侧壁连接形成第一耳槽，所述第二凸块的底端另一侧弯折延伸形成第二底侧壁，所述第三凸块的一端所述第二底侧壁连接形成第二耳槽，所述第一连接耳插入第一耳槽，所述第二连接耳插入第二耳槽，所述挥摆连接座设有多个第一套孔，所述多个第一套孔分别设于所述第一凸块、第二凸块和第三
凸块，所述第一连接耳设有第二套孔，所述第二连接耳设有第三套孔，所述多个第一套孔、第二套孔和第三套孔对位时，所述固定轴穿设于所述多个第一套孔、第二套孔和第三套孔，使得所述挥摆连接座与所述手腕连接座铰接。
[0009]优选地，所述定位轴包括第一定位轴和第二定位轴，所述固定轴设有相互背对的第一锥型槽和第二锥型槽，所述挥摆连接座设有垂直于所述固定轴的第一铰链孔；
[0010]所述支承座由四个侧壁和第三底侧壁围合而成，包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁向前延伸形成塔形部，所述塔形部的塔尖设有第二铰链孔，所述第二侧壁为第一侧壁的对称结构，所述第二侧壁设有第三铰链孔，所述第一铰链孔、第二铰链孔和所述第二铰链孔对位时，所述第一定位轴插入所述第一铰链孔和第二铰链孔，且顶入所述第一锥型槽与所述固定轴紧固连接，所述第二定位轴插入所述第一铰链孔和第三铰链孔，且顶入所述第二锥型槽与所述固定轴紧固连接。
[0011]优选地，所述涡轮包括弧形齿条，所述机械手本体的腕部设于所述手腕连接座的顶侧壁，所述挥摆连接座的底侧壁设有凹槽，所述弧形齿条的一端设于所述凹槽内，所述弧形齿条的另一端伸出所述凹槽，且伸入所述开口内，所述第一动力结构驱动所述弧形齿条转动，所述弧形齿条转动时带动所述挥摆连接座挥摆，所述挥摆连接座的底侧壁置于所述开口内，且在所述开口内挥摆。
[0012]优选地，所述第一动力结构包括旋转电机、第一齿轮和蜗杆齿轮，所述旋转电机、所述第一齿轮和所述蜗杆齿轮设于所述支承座内，所述旋转电机的输出端与所述第一齿轮连接，所述旋转电机驱动所述第一齿轮转动；
[0013]所述蜗杆齿轮包括第二齿轮和蜗杆，所述蜗杆的端部设于所述第二齿轮的轮盘中央，且与所述第二齿轮同轴旋转，所述蜗杆与所述弧形齿条啮合，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一齿轮转动时带动第二齿轮转动，所述第二齿轮转动时带动所述蜗杆转动，所述蜗杆转动时带动所述弧形齿条转动。
[0014]优选地，所述第一动力结构还包括电机支架，所述电机支架设于所述支承座内，所述旋转电机设于所述电机支架，所述电机支架设有第一穿孔，所述旋转电机的输出端穿过第一穿孔。
[0015]优选地，挥摆驱动结构还包括滚动轴承，所述滚动轴承包括第一滚动轴承和第二滚动轴承，所述第一滚动轴承设于所述支承座的一内侧壁，所述第二滚动轴承设于所述支承座相对设置的另一内侧壁，所述蜗杆齿轮的一端与所述第一滚动轴承连接，所述蜗杆齿轮的另一端与所述第二滚动轴承连接，所述蜗杆齿轮在所述第一滚动轴承和所述第二滚动轴承内转动。
[0016]优选地，所述支承座设有第二穿孔和第三穿孔，所述第一滚动轴承的设于所述第二穿孔，所述第二滚动轴承设于所述第三穿孔，所述挥摆驱动结构包括轴承盖板，所述轴承盖板盖设于所述第二穿孔。
[0017]优选地，所述俯仰驱动结构包括直线电机和推杆连接座，所述推杆连接座包括第一推杆连接座和第二推杆连接座，所述第一推杆连接座设于所述机械手本体的手背，所述直线电机的一端与所述第一推杆连接座铰链接，所述第二推杆连接座与所述直线电机的另一端活动连接，所述第二推杆连接座与所述支承座转连接。
[0018]优选地，所述第二推杆连接座为U型连接座，所述U型连接座的两端设有供定位销
插入的定位孔，所述支承座的一侧壁夹持于所述U型连接座的两端，所述U型连接座绕所述支承座的一侧壁旋转。
[0019]实施本技术实施例，将具有如下有益效果：
[0020]采用了上述仿生机械手之后，一方面，挥摆驱动结构驱动球关节结构左右挥摆，球关节结构左右挥摆的同时带动机械手本体左右挥摆，从而使得仿生机械手具备一个自由度；另一方面，俯仰驱动结构驱动机械手本体作俯仰运动，使得机械手本体具有第二个自由度。通过本技术方案使得机械手本体具备了俯仰和挥摆两个自由度能够使得末端手掌的位姿灵活多变，使得双手的运动空间变大，此外还有利于手的运动路径规划和抓取策略的选取。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生机械手，其特征在于：包括挥摆驱动结构(1)、球关节结构(2)、俯仰驱动结构(3)和机械手本体(4)；所述球关节结构(2)包括涡轮(21)、手腕连接座(22)和固定轴(23)，所述固定轴(23)穿设于手腕连接座(22)和所述涡轮(21)，所述手腕连接座(22)绕所述固定轴(23)转动，所述手腕连接座(22)的端部与所述机械手本体(4)的腕部连接，所述机械手本体(4)的手背与所述俯仰驱动结构(3)的一端铰接，所述俯仰驱动结构(3)的另一端与所述挥摆驱动结构(1)铰接，所述俯仰驱动结构(3)驱动所述机械手本体(4)做俯仰运动，所述机械手本体(4)做俯仰运动时带动所述手腕连接座转动；所述挥摆驱动结构(1)包括支承座(11)和定位轴，所述支承座(11)设有开口(111)，所述涡轮(21)的一端置于所述开口(111)内，所述定位轴垂直于所述固定轴(23)，且穿设于所述支承座(11)与所述涡轮(21)，涡轮(21)绕所述定位轴转动，所述挥摆驱动结构(1)还包括第一动力结构，所述第一动力结构设于所述支承座(11)内，且与所述涡轮(21)连接，所述第一动力机构驱动所述涡轮(21)绕所述定位轴转动，所述涡轮(21)转动带动所述球关节结构(2)挥摆。2.如权利要求1所述的仿生机械手，其特征在于：所述手腕连接座(22)的侧壁设有第一连接耳(221)和第二连接耳(222)；所述涡轮(21)包括挥摆连接座(211)，所述挥摆连接座(211)包括第一凸块(2114)、第二凸块(2115)和第三凸块(2116)，所述第二凸块(2115)的底端一侧弯折延伸形成第一底侧壁，所述第一凸块(2114)的一端与所述第一底侧壁连接形成第一耳槽(2111)，所述第二凸块(2115)的底端另一侧弯折延伸形成第二底侧壁，所述第三凸块(2116)的一端所述第二底侧壁连接形成第二耳槽(2112)，所述第一连接耳(221)插入第一耳槽(2111)，所述第二连接耳(222)插入第二耳槽(2112)；所述挥摆连接座(211)设有多个第一套孔，所述多个第一套孔分别设于所述第一凸块(2114)、第二凸块(2115)和第三凸块(2116)，所述第一连接耳(221)设有第二套孔，所述第二连接耳(222)设有第三套孔，所述多个第一套孔、第二套孔和第三套孔对位时，所述固定轴(23)穿设于所述多个第一套孔、第二套孔和第三套孔，使得所述挥摆连接座(211)与所述手腕连接座(22)铰接。3.如权利要求2所述的仿生机械手，其特征在于：所述定位轴包括第一定位轴(15)和第二定位轴(16)，所述固定轴(23)设有相互背对的第一锥型槽(231)和第二锥型槽(232)，所述挥摆连接座(211)设有垂直于所述固定轴(23)的第一铰链孔(2113)；所述支承座(11)由四个侧壁和第三底侧壁(114)围合而成，包括相对设置的第一侧壁(112)和第二侧壁(113)，所述第一侧壁(112)向前延伸形成塔形部(1121)，所述塔形部(1121)的塔尖设有第二铰链孔(1123)，所述第二侧壁(113)为第一侧壁(112)的对称结构，所述第二侧壁(113)设有第三铰链孔(1122)，所述第一铰链孔(2113)、第二铰链孔(1123)和所述第二铰链孔(1123)对位时，所述第一定位轴(15)插入所述第一铰链孔(2113)和第二铰链孔(1123)，且顶入所述第一锥型槽(231)与所述固定轴(23)紧固连接，所述第二定位轴(16)插入所述第一铰链孔(2113)和第三铰链孔(1122)，且顶入所述第二锥型槽(232)与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岑晖，张涛，龚圆杰，郑秀谦，赵保文，
申请(专利权)人：广东纯米电器科技有限公司，
类型：新型
国别省市：