一种形态记忆合金驱动的机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种形态记忆合金驱动的机械手，包括手掌和与手掌连接的手指，所述手指包括与手掌固定连接的第一指节、与第一指节的前端转动配合的第一关节轴、后端与第一关节轴固定连接的第二指节、后端通过第二关节轴与第二指节的前端铰接的第三指节、后端通过第三关节轴与第三指节的前端铰接的第四指节、手指弯曲驱动机构和手指伸直驱动机构。本实用新型专利技术形态记忆合金驱动的机械手，其手指由形态合金驱动器驱动做弯曲运动，由电磁直线驱动器驱动做伸直运动，取消了现有机械手中的关节电机，简化了机械手的结构，有利于降低机械手的能耗，并避免了电机工作的噪声。并避免了电机工作的噪声。并避免了电机工作的噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种形态记忆合金驱动的机械手


[0001]本技术涉及机械设备
，特别涉及一种机械手。

技术介绍

[0002]机械手能模仿人手完成某些工作，在服务型机器人、康复医疗类机器人、工业生产机器人中都有广泛应用。现有技术中机械手一般采用电机驱动关节运动，机械手的关节较多，每个关节设置一个驱动电机，使得机械手的结构较为复杂，工作能耗较高，噪声较大。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本技术的目的是提供一种形态记忆合金驱动的机械手，以解决现有机械手的关节驱动电机多、能耗高等技术问题。
[0004]本技术形态记忆合金驱动的机械手，包括手掌和与手掌连接的手指，所述手指包括与手掌固定连接的第一指节、与第一指节的前端转动配合的第一关节轴、后端与第一关节轴固定连接的第二指节、后端通过第二关节轴与第二指节的前端铰接的第三指节、后端通过第三关节轴与第三指节的前端铰接的第四指节、手指弯曲驱动机构和手指伸直驱动机构；
[0005]所述手指弯曲驱动机构包括与第一指节连接的主动轴和从动轴、设置在主动轴上的主动齿轮、设置在从动轴上并与主动齿轮啮合的从动齿轮、形态合金驱动器和绳轮传动组，所述形态合金驱动器包括固定在第一指节上的绕线轴、固定在主动轴上的从动槽轮和两端分别缠绕在绕线轴与从动槽轮上的形态记忆合金绳，所述绳轮传动组包括固定在从动轴或主动轴上的第一绕线轮、固定在第一关节轴上的第二绕线轮、固定在第二关节轴上的第三绕线轮、固定在第三关节轴上的第四绕线轮和绕在第一绕线轮、第二绕线轮、第三绕线轮与第四绕线轮上的传动绳，所述传动绳的一端固定在第一绕线轮上，传动绳的另一端固定在第四绕线轮上；
[0006]所述手指伸直驱动机构包括与电磁直线驱动器和拉绳，所述拉绳的一端与传动绳或者第四指节连接，拉绳的另一端与电磁直线驱动器连接。
[0007]进一步，所述电磁直线驱动器包括设置在手掌上的直导轨、与直导轨滑动配合的滑块、设置在滑块上的导磁体和设置在直导轨末端的电磁铁。
[0008]进一步，所述的形态记忆合金驱动的机械手还包括用于阻止齿轮逆向旋转的棘轮机构，所述棘轮机构包括设置在主动轴或从动轴上的棘轮和设置在第一指节上与棘轮配合的棘爪，所述棘爪通过拉线与电磁直线驱动器连接。
[0009]进一步，所述第二指节、第三指节和第四指节上设置有带引线孔的导向轴，所述手掌的背侧面上设置有带引线孔的导向块，所述拉绳经过导向轴和导向块上的引线孔后与电磁直线驱动器连接。
[0010]进一步，所述手指包括拇指、食指、中指和无名指。
[0011]本技术的有益效果：
[0012]本技术形态记忆合金驱动的机械手，其手指由形态合金驱动器驱动做弯曲运动，由电磁直线驱动器驱动做伸直运动，取消了现有机械手中的关节电机，简化了机械手的结构，有利于降低机械手的能耗，并避免了电机工作的噪声。
附图说明
[0013]图1为形态记忆合金驱动的机械手的正面立体结构示意图；
[0014]图2为形态记忆合金驱动的机械手的背面立体结构示意图；
[0015]图3为形态记忆合金驱动的机械手在去掉部分零件后的立体结构示意图；
[0016]图4为拇指的立体结构示意图；
[0017]图5为拇指的局部剖切示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述。
[0019]如图所示，本实施例形态记忆合金驱动的机械手包括手掌1和与手掌连接的手指，所述手指包括与手掌固定连接的第一指节2、与第一指节的前端转动配合的第一关节轴3、后端与第一关节轴固定连接的第二指节4、后端通过第二关节轴5与第二指节的前端铰接的第三指节6、后端通过第三关节轴7与第三指节的前端铰接的第四指节8、手指弯曲驱动机构和手指伸直驱动机构。
[0020]所述手指弯曲驱动机构包括与第一指节连接的主动轴9和从动轴10、设置在主动轴上的主动齿轮11、设置在从动轴上并与主动齿轮啮合的从动齿轮12、形态合金驱动器和绳轮传动组，所述形态合金驱动器包括固定在第一指节上的绕线轴13、固定在主动轴上的从动槽轮14和两端分别缠绕在绕线轴与从动槽轮上的形态记忆合金绳15，所述绳轮传动组包括固定在从动轴上的第一绕线轮16、固定在第一关节轴上的第二绕线轮17、固定在第二关节轴上的第三绕线轮18、固定在第三关节轴上的第四绕线轮19和绕在第一绕线轮、第二绕线轮、第三绕线轮与第四绕线轮上的传动绳20，所述传动绳的一端固定在第一绕线轮上，传动绳的另一端固定在第四绕线轮上。当然在不同实施例中，还可以让第一关节轴作为从动轴，如图4和图5中所示，这种情况下从动齿轮则设置在第一关节轴上，第一绕线轮则设置在主动轴上。
[0021]本实施例中，所述手指伸直驱动机构包括与电磁直线驱动器和拉绳21，所述拉绳的一端与第四指节连接，拉绳的另一端与电磁直线驱动器连接。当如在不同实施例中，所述拉绳21和传动绳20还可以连接成一根绳，这样拉绳就不与第一指节直接连接。
[0022]作为对上述实施例的改进，所述第二指节、第三指节和第四指节上设置有带引线孔的导向轴22，所述手掌的背侧面上设置有带引线孔的导向块23，所述拉绳经过导向轴和导向块上的引线孔后与电磁直线驱动器连接。本改进通过设置导向轴和导向块对拉线进行引导，可以让拉线的布置更规范，同时也能更好的避免拉线被异物缠绕的问题。
[0023]上述实施例中，所述电磁直线驱动器包括设置在手掌上的直导轨24、与直导轨滑动配合的滑块25、设置在滑块上的导磁体26和设置在直导轨末端的电磁铁27。当然在不同实施例中，电磁直线驱动器还可采用其它形式。
[0024]本实施例形态记忆合金驱动的机械手的工作原理如下：
[0025]当需要驱动手指做弯曲运动时，电磁铁27不通电，向形态记忆合金绳15通电，形态记忆合金绳15通电后发热升温，形态记忆合金绳15升温后收缩，在形态记忆合金绳15收缩过程中会拉动从动槽轮14旋转，从动槽轮14带动主动齿轮轴旋转，进而依次带动主动齿轮、从动齿轮、从动齿轮轴、第一绕线轮旋转，第一绕线轮旋转收卷传动绳，传动绳即带动各手指关节做弯曲运动。
[0026]当需要驱动手指做伸直运动时，停止向形态记忆合金绳15通电，形态记忆合金绳15在断电后降温伸长，这时向电磁铁27通电，电磁铁通电产生磁力从而吸引导磁体26向其移动，导磁体26移动即带动拉绳驱动手指关节做伸直运动。
[0027]作为对上述实施例的改进，所述的形态记忆合金驱动的机械手还包括用于阻止齿轮逆向旋转的棘轮机构，所述棘轮机构包括设置在从动轴上的棘轮27和设置在第一指节上与棘轮配合的棘爪28，所述棘爪通过拉线与电磁直线驱动器连接。当然在不同实施例中，所述棘轮27还可设置在主动轴上。在手指做弯曲运动拿取物品时，棘轮正向旋转，棘爪不会阻碍棘轮旋转。当手指抓紧物品后，此时可以停止向形态记忆合金绳15通电，此时由于棘爪阻止棘轮逆向旋转，进而可避免主动齿轮和从动齿轮逆向旋转，进而能让机械手保持稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形态记忆合金驱动的机械手，包括手掌和与手掌连接的手指，其特征在于：所述手指包括与手掌固定连接的第一指节、与第一指节的前端转动配合的第一关节轴、后端与第一关节轴固定连接的第二指节、后端通过第二关节轴与第二指节的前端铰接的第三指节、后端通过第三关节轴与第三指节的前端铰接的第四指节、手指弯曲驱动机构和手指伸直驱动机构；所述手指弯曲驱动机构包括与第一指节连接的主动轴和从动轴、设置在主动轴上的主动齿轮、设置在从动轴上并与主动齿轮啮合的从动齿轮、形态合金驱动器和绳轮传动组，所述形态合金驱动器包括固定在第一指节上的绕线轴、固定在主动轴上的从动槽轮和两端分别缠绕在绕线轴与从动槽轮上的形态记忆合金绳，所述绳轮传动组包括固定在从动轴或主动轴上的第一绕线轮、固定在第一关节轴上的第二绕线轮、固定在第二关节轴上的第三绕线轮、固定在第三关节轴上的第四绕线轮和绕在第一绕线轮、第二绕线轮、第三绕线轮与第四绕线轮上的传动绳，所述传动绳的一端固定在第一绕线轮上，传动绳的另一端固定在...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪颖倩，颜宇，熊俊，熊乙锟，张伟，张文彬，朱孙科，
申请(专利权)人：重庆市计量质量检测研究院，
类型：新型
国别省市：