一种拇指安装装置及驱动器内置式灵巧手制造方法及图纸

本发明专利技术涉及驱动器内置式灵巧手结构技术领域，具体而言，涉及一种拇指安装装置及驱动器内置式灵巧手。其中，一种拇指安装装置，包括拇指安装架、电机、蜗轮、蜗杆、模块化拇指，拇指安装架包括连接件、第一安装件、第二安装件，连接件装配在手掌安装板上，第一安装件、第二安装件分别与连接件的上下两端固定连接；蜗轮与第二安装件固定连接，蜗杆与蜗轮啮合，第一安装件与模块化拇指固定连接；模块化拇指的基关节的延伸方向与手掌安装板的横向方向平行，模块化拇指的基关节的一端与第一安装件固定连接。设置驱动机构、蜗杆、蜗轮以及拇指安装架，使模块化拇指具有对掌自由度，提高了模块化拇指的灵活性，从而提高了驱动器内置式灵巧手的仿人效果。仿人效果。仿人效果。

【技术实现步骤摘要】
一种拇指安装装置及驱动器内置式灵巧手


[0001]本专利技术涉及驱动器内置式灵巧手结构
，具体而言，涉及一种拇指安装装置及驱动器内置式灵巧手。

技术介绍

[0002]驱动器内置式灵巧手为仿人手设计，其具有手掌结构和模块化手指，模块化手指转动连接于手掌结构，同时将驱动器、传感器、控制电路全部集成在模块化手指和手掌结构的内部，实现模块化手指各关节的弯曲/伸展和外展/内收运动，其中，模块化手指包括模块化拇指、模块化食指、模块化中指、模块化无名指以及模块化小指。
[0003]人手的灵活性很大程度上依赖于拇指的对掌自由度，而驱动器内置式灵巧手的模块化拇指通常不具备对掌自由度，其灵活性较差。同时，在驱动器内置式灵巧手中，模块化拇指与模块化食指并拢时，模块化拇指的指尖会与模块化食指的指尖接触，则模块化拇指与其它模块化手指的共同工作空间位于手掌手心上方，而人手中，拇指并拢时，拇指的指尖与食指的基关节接触，则拇指与其它手指的共同工作空间一般位于手掌的手心前侧。因此，现有的驱动器内置式灵巧手的模块化拇指仍不具备人手的拇指的工作性能，同时，现有的驱动器内置式灵巧手的模块化拇指和模块化无名指即使有对掌自由度，其操作能力也较弱，则驱动器内置式灵巧手的仿人效果较差。此外，模块化手指结构中通常使用蜗轮蜗杆提供自锁能力用于在静态的抓取任务中节省能量，但驱动器内置式灵巧手的功能除了静态的抓取任务外，还需要进行大量的动态交互，由于控制误差、机械间隙、环境等不确定性等因素可能会出现大量意料之外的碰撞，容易导致驱动器内置式灵巧手损坏。
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技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是如何提高驱动器内置式灵巧手的模块化拇指的工作性能，以提高驱动器内置灵巧手的仿人效果。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种拇指安装装置，应用于驱动器内置式灵巧手，驱动器内置式灵巧手包括手掌安装板、模块化食指、模块化中指、模块化无名指、模块化小指，所述模块化食指、所述模块化中指、所述模块化无名指、所述模块化小指的延伸方向均与所述手掌安装板的竖直方向，所述拇指安装装置包括拇指安装架、驱动机构、蜗轮、蜗杆、模块化拇指，所述拇指安装架包括连接件、第一安装件、第二安装件，所述连接件装配在所述手掌安装板上，所述第一安装件、所述第二安装件分别与所述连接件的上下两端固定连接；
[0006]所述蜗轮与所述第二安装件固定连接，所述蜗轮的轴向方向与所述手掌安装板的竖直方向相同，所述驱动机构用于与所述手掌安装板固定连接，所述驱动机构用于与所述蜗杆传动连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述第一安装件与所述模块化拇指固定连接；
[0007]所述模块化拇指的基关节的延伸方向与所述手掌安装板的横向方向平行，所述模块化拇指的基关节的一端与所述第一安装件固定连接，所述模块化拇指的基关节的另一端与所述模块化拇指的中指节转动连接，所述模块化拇指的中指节、所述模块化拇指的近指
节、所述模块化拇指的指尖的延伸方向均与所述手掌安装板的竖直方向平行。
[0008]本专利技术的技术效果：设置驱动机构、蜗杆、蜗轮以及拇指安装架，利用驱动机构驱动蜗杆转动，并利用蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与拇指安装架固定连接，模块化拇指与拇指安装架固定连接，并将蜗轮的轴向延伸方向与手掌安装板的竖直方向平行，可以带动模块化拇指由手掌安装板的手背侧向手心侧运动，直至模块化拇指的指尖与其余模块化手指的指尖接触，使模块化拇指具有对掌自由度，提高了模块化拇指的灵活性，从而提高了驱动器内置式灵巧手的仿人效果。同时，模块化拇指的基关节的延伸方向与所述手掌安装板的横向方向平行，可以缩短模块化拇指在手掌安装板的竖直方向的延伸长度，模块化拇指与模块化食指并拢时，模块化拇指的指尖与模块化食指的基关节接触，相对于模块化拇指的指尖与模块化食指的指尖接触，该结构可以使得模块化拇指与模块化食指、模块化中指、模块化无名指、模块化小指的共同工作空间位于手掌安装板的手心前侧，进一步提高了驱动器内置式灵巧手的仿人效果。此外，设置蜗杆和蜗轮，其具有自锁功能，不需要驱动机构持续输出功率，拇指安装架也可以保持在当前位置，可以有效降低驱动机构发热并减少能量损耗。
[0009]可选地，所述第一安装件、所述第二安装件均位于所述手掌安装板的手背一侧，所述模块化食指的基关节、所述模块化中指的基关节、所述模块化无名指的基关节、所述模块化小指的基关节均与所述手掌安装板的手背转动连接。
[0010]可选地，所述第一安装件上设置有第一连接面，所述拇指基关节上设置有第二连接面，所述第一连接面设置为斜面且与所述手掌安装板的竖直方向呈锐角，所述斜面朝向所述手掌安装板的手心一侧，所述第二连接面设置为平面且与所述手掌安装板的竖直方向垂直，所述第一连接面与所述第二连接面相互贴合且固定连接。
[0011]可选地，所述拇指安装装置还包括定位机构，所述定位机构包括下支架、拇指下轴、第一轴承，所述下支架与所述手掌安装板固定连接，所述第一轴承设置在所述第二安装件内，所述拇指下轴的两端分别与所述下支架、所述第一轴承转动连接，所述驱动机构固定设置在所述下支架上，所述下支架相对所述蜗杆开设有定位槽，所述定位槽的轴向的延伸方向与所述手掌安装板的横向方向平行，所述蜗杆设置在所述定位槽内。
[0012]可选地，所述定位机构还包括上支架、拇指上轴、第二轴承，所述上支架与所述手掌安装板固定连接，所述第二轴承设置在所述第一安装件内，所述拇指上轴的两端分别与所述上支架、所述第二轴承转动连接。
[0013]可选地，所述拇指安装装置还包括限位机构，所述限位机构包括第一挡块和第二挡块，所述第一挡块和所述第二挡块均装配在所述下支架上，所述第一挡块的前端面的延伸方向与所述手掌安装板的横向方向平行，所述第二挡块的前端面的延伸方向与所述手掌安装板的横向方向平行；所述第二安装件上设置有第一抵接面和第二抵接面，所述第一抵接面的延伸方向与所述手掌安装板的竖直方向平行，所述第二抵接面的延伸方向与所述手掌安装板的横向方向平行，所述第一挡块用于与所述第一抵接面抵接，所述第二挡块用于与所述第二抵接面抵接。
[0014]可选地，所述拇指安装装置还包括角位移传感器，所述角位移传感器固定设置在所述下支架上，且用于检测所述模块化拇指的基关节的转动角度。
[0015]可选地，所述第二安装件上设置有多个应变梁，多个所述应变梁上均设置有应变片，所述应变片用于检测所述模块化拇指的基关节的力矩。
[0016]本专利技术还提供一种驱动器内置式灵巧手，包括如上述所述的拇指安装装置。
[0017]本专利技术的驱动器内置式灵巧手，包括拇指安装装置，与拇指安装装置的有益效果相同，在此不再赘述。
[0018]可选地，所述驱动器内置式灵巧手还包括电气系统，模块化拇指、模块化食指、模块化中指、模块化无名指、模块化小指均包括基关节、中指节、近指节、指尖，所述模块化食指的所述基关节、所述模块化中指的所述基关节、所述模块化无名指的所述基关节、所述模块化小指的所述基关节均与手掌安装板的上端转动连接；
[0019]所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拇指安装装置，其特征在于，应用于驱动器内置式灵巧手，驱动器内置式灵巧手包括手掌安装板(11)、模块化食指(22)、模块化中指(23)、模块化无名指(24)、模块化小指(25)，所述模块化食指(22)、所述模块化中指(23)、所述模块化无名指(24)、所述模块化小指(25)的延伸方向均与所述手掌安装板(11)的竖直方向平行，所述拇指安装装置包括拇指安装架(4)、驱动机构(51)、蜗杆(52)、蜗轮(53)、模块化拇指(21)，所述拇指安装架(4)包括连接件(41)、第一安装件(42)、第二安装件(43)，所述连接件(41)装配在所述手掌安装板(11)上，所述第一安装件(42)、所述第二安装件(43)分别与所述连接件(41)的上下两端固定连接；所述蜗轮(53)与所述第二安装件(43)固定连接，所述蜗轮(53)的轴向方向与所述手掌安装板(11)的竖直方向相同，所述驱动机构(51)用于与所述手掌安装板(11)固定连接，所述驱动机构(51)用于与所述蜗杆(52)传动连接，所述蜗杆(52)与所述蜗轮(53)啮合，所述第一安装件(42)与所述模块化拇指(21)固定连接；所述模块化拇指(21)的基关节的延伸方向与所述手掌安装板(11)的横向方向平行，所述模块化拇指(21)的基关节的一端与所述第一安装件(42)固定连接，所述模块化拇指(21)的基关节的另一端与所述模块化拇指(21)的中指节转动连接，所述模块化拇指(21)的中指节、所述模块化拇指(21)的近指节、所述模块化拇指(21)的指尖的延伸方向均与所述手掌安装板(11)的竖直方向平行。2.如权利要求1所述的拇指安装装置，其特征在于，所述第一安装件(42)、所述第二安装件(43)均位于所述手掌安装板(11)的手背一侧，所述模块化食指(22)的基关节、所述模块化中指(23)的基关节、所述模块化无名指(24)的基关节、所述模块化小指(25)的基关节均与所述手掌安装板(11)的手背转动连接。3.如权利要求1所述的拇指安装装置，其特征在于，所述第一安装件(42)上设置有第一连接面(421)，所述模块化拇指(21)的基关节上设置有第二连接面，所述第一连接面(421)设置为斜面且与所述手掌安装板(11)的竖直方向呈锐角，所述斜面朝向所述手掌安装板(11)的手心一侧，所述第二连接面设置为平面且与所述手掌安装板(11)的竖直方向垂直，所述第一连接面(421)与所述第二连接面相互贴合且固定连接。4.如权利要求3所述的拇指安装装置，其特征在于，还包括定位机构，所述定位机构包括下支架(61)、拇指下轴(62)、第一轴承(63)，所述下支架(61)与所述手掌安装板(11)固定连接，所述第一轴承(63)设置在所述第二安装件(43)内，所述拇指下轴(62)的两端分别与所述下支架(61)、所述第一轴承(63)转动连接，所述驱动机构(51)固定设置在所述下支架(61)上，所述下支...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜力，李汪洋，程明，杨邦出，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：