一种多自由防过载的多指灵巧手制造技术

本发明专利技术公开了一种多自由防过载的多指灵巧手，其包括手指模块，手指模块设置有多个灵巧手指和一个灵巧拇指，灵巧手指和/或灵巧拇指包括多个由上至下顺次铰接的指节单元以及至少一用于驱动位于上部的指节单元向下一指节单元转动屈伸的屈伸驱动单元，屈伸驱动单元设置有屈伸驱动轴，指节单元设置有指节传动件，屈伸驱动轴开设有传动凹槽，指节传动件开设有用于容设屈伸驱动轴的让位孔、与让位孔连通的通孔以及容设于通孔内传动凹槽的伸缩构件，至少在指节传动件过载时，伸缩构件伸入或者退出传动凹槽。本发明专利技术具有足够的自由度，减少机械手关节铰接处的磨损，提高机械手的柔性，使得灵巧手指遇到冲击载荷时对驱动源起到过载保护作用。过载保护作用。过载保护作用。

A multi fingered dexterous hand with multi freedom and overload prevention

【技术实现步骤摘要】
一种多自由防过载的多指灵巧手


[0001]本专利技术涉及机械手
，尤其是涉及一种多自由防过载的多指灵巧手。

技术介绍

[0002]在传统的机械手通常指节与指节之间灵活度以及柔性度不好，在长期使用中指节与指节之间的铰接位置磨损严重，且活动角度和夹持力度精准度低，因此有必要予以改进。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种多自由防过载的多指灵巧手，具有足够的自由度，减少机械手关节铰接处的磨损，提高机械手的柔性，在两个指节单元的铰接处设置防过载设计，使得灵巧手指遇到冲击载荷时对驱动源起到过载保护作用。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种多自由防过载的多指灵巧手，其包括手指模块，手指模块设置有多个灵巧手指和一个灵巧拇指，任意两个灵巧手指之间的距离小于灵巧拇指与任一个灵巧手指之间的距离，灵巧手指和/或灵巧拇指包括多个由上至下顺次铰接的指节单元以及至少一用于驱动位于上部的指节单元向下一指节单元转动屈伸的屈伸驱动单元，屈伸驱动单元设置有屈伸驱动轴，指节单元设置有指节传动件，屈伸驱动轴开设有传动凹槽，指节传动件开设有用于容设屈伸驱动轴的让位孔、与让位孔连通的通孔以及容设于通孔内传动凹槽的伸缩构件，至少在指节传动件过载时，伸缩构件伸入或者退出传动凹槽。
[0005]进一步的技术方案中，所述伸缩构件包括容设于通孔内并滚动设置的波珠以及用于驱动波珠伸入或者退出传动凹槽内的弹簧件。
[0006]进一步的技术方案中，还包括上手掌模块和下手掌模块，灵巧拇指活动安装于上手掌模块或者下手掌模块一侧，每个灵巧手指均活动连接于上手掌模块所述上手掌模块或下手掌模块的内腔设置有用于联动驱动多个灵巧手指同时相对开合的一级驱动装置、用于驱动上手掌模块相对下手掌模块转动的二级驱动装置以及用于驱动灵巧拇指相对下手掌模块上下转动和/或左右转动的三级驱动装置，灵巧手指一端转动设置于上手掌模块，多个灵巧手指的转动轴线平行设置，一级驱动装置用于驱动多个灵巧手指的另一端靠近或远离；灵巧手指的转动轴线与上手掌模块的转动轴线垂直设置；灵巧拇指上下转动的转动轴线与灵巧手指的转动轴线平行设置，灵巧拇指左右转动的转动轴线与上手掌模块的转动轴线平行设置。
[0007]进一步的技术方案中，所述一级驱动装置设置有基座、安装于基座的一级驱动电机、传动连接于一级驱动电机并转动安装于基座的丝杠组件以及传动安装于丝杠组件的滑块，滑块铰接有摆臂，摆臂经由连杆系统传动驱动各个灵巧手指联动开合。
[0008]进一步的技术方案中，所述三级驱动装置包括万向支架、两个对称设置于万向支架上下两端的齿轮电机驱动源以及两个对称安装于万向支架左右两侧的齿轮传动源，各个齿轮电机驱动源分别设置有齿轮驱动电机以及传动连接于齿轮驱动电机的锥齿轮，两个锥
齿轮之间传动有一纵向延伸的中心轴，中心轴的上下两端分别贯穿万向支架，各个齿轮传动源包括一转动安装于万向支架的行星齿轮以及传动安装于行星齿轮的传动轴，两个行星齿轮的上部分别啮合于位于上部的锥齿轮、下部分别啮合于位于下部的锥齿轮，所述灵巧拇指具有两个左右对合设置的拇指转臂，两个拇指转臂分别传动连接于对应的传动轴。
[0009]进一步的技术方案中，所述摆臂具有上下转动状态、左右转动状态以及上下左右转动状态，至少在上下两个锥齿轮以相同速度反向旋转时，万向支架保持静止且两个行星齿轮分别围绕各自的传动轴自转以使摆臂切换至上下转动状态，至少在上下两个锥齿轮以相同速度同向旋转时，万向支架围绕中心轴旋转且两个行星齿轮与各自的传动轴保持静止以使摆臂切换至左右转动状态，至少在上下两个锥齿轮转速不一致时，万向支架围绕中心轴旋转且两个行星齿轮分别围绕各自的传动轴自转以使摆臂切换至上下左右转动状态。
[0010]进一步的技术方案中，各个所述齿轮电机驱动源还设置有主动轮，两个主动轮分别传动穿设于中心轴的上下两端，两个所述齿轮驱动电机立式内置于下手掌模块并且均位于万向支架的一侧，一齿轮驱动电机的驱动轴直立朝上，另一齿轮驱动电机的驱动轴直立朝下，两个驱动轴分别经由横向延伸的皮带或者齿条传动连接于对应的主动轮。
[0011]进一步的技术方案中，所述二级驱动装置包括二级驱动电机、与二级驱动电机的输出轴啮合的二级齿轮以及传动连接于二级齿轮的二级传动轴，所述下手掌模块设置有铰接轴，所述上手掌模块设置有铰接于铰接轴的传动座以及安装于传动座的外翻盖体，二级传动轴用于驱动传动座相对于铰接轴翻转。
[0012]进一步的技术方案中，各个所述灵巧手指分别设置有独立的控制电路板和与控制电路板电性连接的传感器组件，传感器组件设置有多个分别设置于上下两个指节单元的铰接位置处。
[0013]进一步的技术方案中，所述下手掌模块的内腔集成有控制电路单元，控制电路单元电性连接于一级驱动装置、二级驱动装置和三级驱动装置，以用于调灵巧手指和灵巧拇指的位姿。
[0014]采用上述结构后，本专利技术和现有技术相比所具有的优点是：
[0015]1、在两个指节单元的铰接处设置防过载设计，使得灵巧手指遇到冲击载荷时对驱动源起到过载保护作用。
[0016]2、这样的结构设计相对于现有技术采用走线方式带动关节活动，其具有足够的自由度，减少机械手关节铰接处的磨损，提高机械手的柔性，且能更加精准地把控机械手的夹持力度。
[0017]3、通过连杆系统带动多个灵巧手指相对开合，这样的结构设计仅需一个驱动电机，其相对于现有技术在每个灵巧手指内置驱动电机，能最大程度地减少机械手的尺寸，，减少整体重量，多个灵巧手指之间的柔性也更佳。
[0018]4、通过三级驱动装置的结构设计使得灵巧拇指的灵活度更高，能够根据实际需求上下左右转动，且其上下方向和左右方向的驱动源由同一个机械结构同时实现，机械集成度高，设计巧妙，占用空间小，另外，其相对于现有技术采用一个驱动源控制灵巧拇指上下摆另一驱动源驱动灵巧拇指左右转动，驱动源的输出功率更加高，可靠性更强，更容易实现两个方向联动。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0020]图1是本专利技术的结构示意图；
[0021]图2是指节单元与屈伸驱动单元的结构示意图；
[0022]图3是本专利技术隐藏外壳体后的结构示意图；
[0023]图4是上手掌模块以及灵巧手指的结构示意图；
[0024]图5是一级驱动装置以及二级驱动装置的结构示意图；
[0025]图6是三级驱动装置的结构示意图。
具体实施方式
[0026]以下仅为本专利技术的较佳实施例，并不因此而限定本专利技术的保护范围。
[0027]如图1至6所示，本专利技术提供的为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种多自由防过载的多指灵巧手，其包括手指模块，手指模块设置有多个灵巧手指3和一个灵巧拇指4，任意两个灵巧手指3之间的距离小于灵巧拇指4与任一个灵巧手指3之间的距离，灵巧手指3和/或灵巧拇指4包括多个由上至下顺次铰接的指节单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由防过载的多指灵巧手，其特征在于：包括手指模块，手指模块设置有多个灵巧手指(3)和一个灵巧拇指(4)，任意两个灵巧手指(3)之间的距离小于灵巧拇指(4)与任一个灵巧手指(3)之间的距离，灵巧手指(3)和/或灵巧拇指(4)包括多个由上至下顺次铰接的指节单元(30)以及至少一用于驱动位于上部的指节单元(30)向下一指节单元(30)转动屈伸的屈伸驱动单元(31)，屈伸驱动单元(31)设置有屈伸驱动轴(310)，指节单元(30)设置有指节传动件(34)，屈伸驱动轴(310)开设有传动凹槽，指节传动件(34)开设有用于容设屈伸驱动轴(310)的让位孔(340)、与让位孔(340)连通的通孔(341)以及容设于通孔(341)内传动凹槽的伸缩构件，至少在指节传动件(34)过载时，伸缩构件伸入或者退出传动凹槽。2.根据权利要求1所述的一种多自由防过载的多指灵巧手，其特征在于：所述伸缩构件包括容设于通孔(341)内并滚动设置的波珠以及用于驱动波珠伸入或者退出传动凹槽内的弹簧件。3.根据权利要求1所述的一种多自由防过载的多指灵巧手，其特征在于：还包括上手掌模块(1)和下手掌模块(2)，灵巧拇指(4)活动安装于上手掌模块(1)或者下手掌模块(2)一侧，每个灵巧手指(3)均活动连接于上手掌模块(1)，所述上手掌模块(1)或下手掌模块(2)的内腔设置有用于联动驱动多个灵巧手指(3)同时相对开合的一级驱动装置(10)、用于驱动上手掌模块(1)相对下手掌模块(2)转动的二级驱动装置(12)以及用于驱动灵巧拇指(4)相对下手掌模块(2)上下转动和/或左右转动的三级驱动装置(13)，灵巧手指(3)一端转动设置于上手掌模块(1)，多个灵巧手指(3)的转动轴线平行设置，一级驱动装置(10)用于驱动多个灵巧手指(3)的另一端靠近或远离；灵巧手指(3)的转动轴线与上手掌模块(1)的转动轴线垂直设置；灵巧拇指(4)上下转动的转动轴线与灵巧手指(3)的转动轴线平行设置，灵巧拇指(4)左右转动的转动轴线与上手掌模块(1)的转动轴线平行设置。4.根据权利要求3所述的一种多自由防过载的多指灵巧手，其特征在于：所述一级驱动装置(10)设置有基座(100)、安装于基座(100)的一级驱动电机(101)、传动连接于一级驱动电机(101)并转动安装于基座(100)的丝杠组件(102)以及传动安装于丝杠组件(102)的滑块(103)，滑块(103)铰接有摆臂(104)，摆臂(104)经由连杆系统(105)传动驱动各个灵巧手指(3)联动开合。5.根据权利要求3所述的一种多自由防过载的多指灵巧手，其特征在于：所述三级驱动装置(13)包括万向支架(300)、两个对称设置于万向支架(300)上下两端的齿轮电机驱动源以及两个对称安装于万向支架(300)左右两侧的齿轮传动源，各个齿轮电机驱动源分别设置有齿轮驱动电机(301)以及传动连接于齿轮驱动电机(301)的锥齿轮(302)，两个锥齿轮(302)之间传动有一纵向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，谢争，
申请(专利权)人：深圳蓝胖子机器智能有限公司，
类型：发明
国别省市：