一种仿生机械手制造技术

本发明专利技术涉及一种仿生机械手，包括手掌和安装在手掌上的手指，手指包括第一手指和第二手指，手掌包括第一掌板和第二掌板，第一掌板和第二掌板均具有掌心面、位于掌心面两端的端面以及位于掌心面两侧的侧面，所述第二掌板位于第一掌板的其中一个端面侧，且第一掌板的掌心面和第二掌心的掌心面之间形成预设角度的夹角，所述第一手指的指根安装在第一掌板的掌心面上，第二手指的指根安装在第二掌板的远离第一掌板的端面上。在抓取物体时，第一掌板和第二掌板处于不同的平面，相对于手掌的掌心面处于同一平面的方式，本发明专利技术的手掌与球状物体或者不规则物体的接触面积更大，会对物体的适配性和包络性更好，对物体的抓取稳定性更高。对物体的抓取稳定性更高。对物体的抓取稳定性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生机械手


[0001]本专利技术涉及机械手
，具体涉及一种仿生机械手。

技术介绍

[0002]近年来，软体机械手受到研究人员的广泛的关注，与传统的刚性机器人相比，软体机械手通常由柔软或可扩展的材料制成，在工作时会出现较大的变形，它规避了刚性机械手的缺陷，具有灵巧性、安全性、可延展性、抗冲击性、可操纵性等优点，并以其灵活的运动能力和对环境的适应能力，在抓取易碎物体、勘测复杂地形和参与救灾救险等方面具有显著优势，在医疗、考古、仿生等领域具有更广阔的应用前景。
[0003]目前软体机械手主要是依靠软体硅胶材料来制作，手指多呈现为多气腔结构，在输入气压之后，发生弯曲变形达到抓取物体的效果，如专利号为CN202110254335.6(公开号为CN112809720A)的中国专利技术专利申请公开的《一种软体机械手》，包括：仿生手掌，具有掌心面、端面和侧面；仿生手指机构，包括：连接于端面的第一手指单元、第二手指单元；连接于侧面的拇指单元，第一手指单元在背离掌心面的表面上纵向间隔设置有多个第一气腔，第二手指单元在背离掌心面的表面上纵向间隔设置有多个第二气腔，拇指单元在背离掌心面的表面上横向间隔设置有左气腔和右气腔；气动控制机构，包括：气泵；连接于气泵与仿生手指机构之间的第一开关机构，用于独立控制向每个第一气腔、每个第二气腔、左气腔和右气腔供压；用于独立控制每个第一气腔、每个第二气腔、左气腔和右气腔泄压的第二开关机构。
[0004]该机械手模仿人手的大致形状，但是手指运动的形式单一，手指在弯曲时始终平行，包络物体的范围有限，且手掌在实现抓取、捏握等功能时始终处于同一平面，在抓取球状或不规则物体时不具有适配性，缺乏灵活性和适配性，难以实现模拟人手的复杂功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种对于球状物体或形状不规则物体具有更大的适应性与包络性的仿生机械手。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种仿生机械手，包括手掌和安装在手掌上的手指，其特征在于，所述手指包括第一手指和第二手指，所述手掌包括第一掌板和第二掌板，所述第一掌板和第二掌板均具有掌心面、位于掌心面两端的端面以及位于掌心面两侧的侧面，所述第二掌板位于第一掌板的其中一个端面侧，且第一掌板的掌心面和第二掌心的掌心面之间形成预设角度的夹角，所述第一手指的指根安装在第一掌板的掌心面上，第二手指的指根安装在第二掌板的远离第一掌板的端面上。
[0007]为了进一步提高机械手的抓取稳定性，所述第二掌板包括沿第一掌板的端面的长度方向并排设置的两个板体，每个板体的端面上设有至少一根第二手指，将第二掌板的两个端面之间的延伸方向定义为第一方向，两个板体通过沿第一方向延伸的第一转轴与第一掌板转动相连，从而使两个板体的掌心面能靠拢或者远离。这样两个板体可以转动至不同
的平面，同时使得两个板体上的第二手指处于不同的平面，进一步提高机械手对物体的适配性和包络性，抓取稳定性更高。
[0008]为了便于板体和第二掌板转动相连，所述第一掌板上设有插设在两个板体之间的安装板，所述安装板上设有两端分别朝着两个板体的连接条，两个板体均通过所述第一转轴与连接条转动相连；
[0009]可以手动转动板体，但是这样不够自动化，故所述仿生机械手还包括用于驱动板体转动的第一驱动机构。
[0010]所述第一驱动机构可以有多种结构形式，优选地，所述安装板上还设有两端分别朝着两个板体的安装条，所述板体上设有第三安装部，所述第一驱动机构包括
[0011]第一滑块，滑动设置在第三安装部上，第一滑块能够朝远离或者靠近安装板的方向移动；
[0012]第一驱动件，与第一滑块通过沿第一方向延伸的第六转轴转动相连，
[0013]第一活塞杆，一端安装在第一驱动件上并与第一驱动件驱动相连，所述第一活塞杆的另一端通过沿第一方向延伸的第二转轴与安装条的对应端部转动相连，所述第一活塞杆能沿其轴向往复移动。第一驱动件工作，使得第一活塞杆伸缩，在第一活塞杆伸缩的过程中，会相对于安装条转动，进而使得第一滑块滑动以及板体转动。
[0014]为了进一步提高机械手的抓取稳定性，将沿板体的端面的宽度方向延伸的方向定义为第三方向，所述第二手指通过沿第三方向延伸的第四转轴与板体转动相连，从而使第二手指能够朝板体的侧面转动，第二手指之间具有夹角，抓取各类物体时更具有包络性，适配性。
[0015]为了便于第二手指转动安装在板体上，所述第二手指的指根设有第二安装部，所述板体的端面上设有第二安装座，所述第二安装部和第二安装座之间通过所述第四转轴转动相连；
[0016]为了便于驱动第二手指相对于板体转动，所述板体的端面上还设有用于驱动第二安装座相对于第二安装座转动的第三驱动机构。
[0017]所述第三驱动机构可以有多种结构形式，优选地，所述第三驱动机构包括
[0018]第三滑块，滑动安装在板体端面上，所述第三滑块能够朝靠近或者远离第二安装座的方向移动；
[0019]第三驱动件，通过沿第三方向延伸的第五转轴转动安装在第三滑块上；
[0020]第三活塞杆，一端安装在第三驱动件上并与第三驱动件驱动相连，所述第三活塞杆的另一端与第二安装部固定相连，所述第三活塞杆能沿其轴向往复移动。第三驱动件工作，使得第三活塞杆伸缩，在第三活塞杆伸缩的过程中，第三驱动件会相对于第三滑块转动，且第三滑块会移动，从而使得第二安装部带动第二手指转动。
[0021]为了进一步提高抓取稳定性，所述手指还包括第三手指，所述第一掌板上设有插设在两个板体之间的安装板，所述安装板的端面固定设有第三手指。这样机械手与物体的接触面积更大，抓取稳定性更高。
[0022]优选地，所述第二手指有两根，分别设置在两个板体上，所述第一手指、第三手指分别有一根。四根手指即能实现人手的基本功能，同时又简化了结构。
[0023]为了进一步提高机械手对物体的抓取稳定性，将第一掌板的两个端面之间的延伸
方向定义为第二方向，所述第一手指与第一掌板通过沿第二方向延伸的第三转轴转动相连，从而使第一手指能够朝手掌的侧面转动。这样可以根据物体的尺寸来适当调整第一手指的位置，达到最好的抓取、捏握的效果。
[0024]为了便于第一手指和第一掌板转动相连，所述第一掌板上设有第一安装座，所述第一手指的指根设有第一安装部，所述第一安装部通过所述第三转轴与第一安装座转动相连；
[0025]为了便于驱动第一手指转动，所述第一掌板上还设有用于驱动第一安装部相对于第一安装座转动的第二驱动机构。
[0026]所述第二驱动机构可以有多种结构形式，优选地，所述第二驱动机构包括
[0027]第二滑块，滑动安装在第一掌板上，所述第二滑块能够朝靠近或者远离第一安装座的方向移动；
[0028]第二驱动件，通过沿第二方向延伸的第七转轴转动安装在第二滑块上；
[0029]第二活塞杆，一端安装在第二驱动件并与第二驱动件驱动相连，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，包括手掌和安装在手掌上的手指，其特征在于，所述手指包括第一手指(1)和第二手指(2)，所述手掌包括第一掌板(4)和第二掌板(5)，所述第一掌板(4)和第二掌板(5)均具有掌心面、位于掌心面两端的端面以及位于掌心面两侧的侧面，所述第二掌板(5)位于第一掌板(4)的其中一个端面侧，且第一掌板(4)的掌心面和第二掌心的掌心面之间形成预设角度的夹角，所述第一手指(1)的指根安装在第一掌板(4)的掌心面上，第二手指(2)的指根安装在第二掌板(5)的远离第一掌板(4)的端面上。2.根据权利要求1所述的仿生机械手，其特征在于：所述第二掌板(5)包括沿第一掌板(4)的端面的长度方向并排设置的两个板体(51)，每个板体(51)的端面上设有至少一根第二手指(2)，将第二掌板(5)的两个端面之间的延伸方向定义为第一方向，两个板体(51)通过沿第一方向延伸的第一转轴(511)与第一掌板(4)转动相连，从而使两个板体(51)的掌心面能靠拢或者远离。3.根据权利要求2所述的仿生机械手，其特征在于：所述第一掌板(4)上设有插设在两个板体(51)之间的安装板(41)，所述安装板(41)上设有两端分别朝着两个板体(51)的连接条(42)，两个板体(51)均通过所述第一转轴(511)与连接条(42)转动相连，所述仿生机械手还包括用于驱动板体(51)转动的第一驱动机构(6)。4.根据权利要求3所述的仿生机械手，其特征在于：所述板体(51)上设有第三安装部(52)，所述第一驱动机构(6)包括第一滑块(61)，滑动设置在第三安装部(52)上，第一滑块(61)能够朝远离或者靠近安装板(41)的方向移动；第一驱动件(62)，与第一滑块(61)通过沿第一方向延伸的第六转轴(621)转动相连；第一活塞杆(63)，一端安装在第一驱动件(62)上并与第一驱动件(62)驱动相连，所述第一活塞杆(63)的另一端通过沿第一方向延伸的第二转轴(631)与安装条(43)的对应端部转动相连，所述第一活塞杆(63)能沿其轴向往复移动。5.根据权利要求2所述的仿生机械手，其特征在于：将沿板体(51)的端面的宽度方向延伸的方向定义为第三方向，所述第二手指(2)通过沿第三方向延伸的第四转轴(211)与板体(51)转动相连，从而使第二手指(2)能够朝板体(51)的侧面转动。6.根据权利要求5所述的仿生机械手，其特征在于：所述第二手指(2)的指根设有第二安装部(21)，所述板体(51)的端面上设有第二安装座(53)，所述第二安装部(21)和第二安装座(53)之间通过所述第四转轴(211)转动相连，所述板体(51)的端面上还设有用于驱动第二安装座(53)相对于第二安装座(53)转动的第三驱动机构(7)。7.根据权利要求6所述的仿生机械手，其特征在于：所述第三驱动机构(7)包括第三滑块(71)，滑动安装在板体(51)端面上，所述第三滑块(71)能够朝靠近或者远离第二安装座(53)的方向移动；第三驱动件(72)，通过沿第三方向延伸的第五转轴(721)转动安装在第三滑块(71)上；第三活塞杆(73)...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢登宇，李红军，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：