一种机械手制造技术

本实用新型专利技术提供一种机械手，包括手掌单元、指尖单元、关节单元、连接件单元和拇指活动单元，所述手掌单元一侧设置有拇指活动单元，所述手掌单元及拇指活动单元上设置有连接单元，所述连接单元上连有关节单元，所述指尖单元安装在最顶部的关节单元上。本实用新型专利技术通过设计一种采用压电方式直接进行驱动的机械手，对现有机械手结构进行重新设计，使得机械手结构更为简单，质量更为轻巧，布局更为合理，并且本实用新型专利技术连接单元和关节单元结构简单替换方便，用户可根据机械手工作环境设置相应数量的连接单元和关节单元，从而使得机械手能在不同工作环境中进行工作适用范围更加广泛。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器人工作部件领域，特别涉及一种机械手。
技术介绍
随着社会的不断发展，机械手作为能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定 程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置已经广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻 工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成，其中控制系统 是通过对机械手每个自由度的电机的控制来完成特定动作，同时接收传感器反馈的信息形 成稳定的闭环控制，其核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现 所要功能，因此目前控制系统的相关技术已经比较成熟，而手部是用来抓持工件(或工具) 的部件，运动机构是使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变 被抓持物件的位置和姿势，因此两者关系到整个机械手的灵活性、通用性，目前机械手的传 动方式大多采用齿轮传动和腱传动，若传动方式采用齿轮传动如果不增加调节齿轮间隙的 装置，则会因齿轮间隙过小摩擦力过大，而降低机械手的使用寿命，如增加调节齿轮间隙的 装置则如附图1专利号CN201020033222. 0所示的大大增加手的附加重量，使手的机构变得 复杂，若传动方式采用腱传动即皮带轮传动则如附图2专利号CN201020033222. 0所示需要 进行预紧，但由于腱传动是通过钢丝绳或弹性线进行传动，因此会因为预紧力过大造成腱 拉断，或因为腱长时间处于拉紧状态，而发生变形造成滞后或传动发生误差，为了避免这些 问题出现目前部分机械手采用压电方式直接进行驱动，但是由于技术不够成熟，往往存在 布局不够合理，结构单一，强度不够的缺陷。
技术实现思路
针对以上问题，本技术通过设计一种采用压电方式直接进行驱动的机械手， 对现有机械手结构进行重新设计，使得机械手结构更为简单，质量更为轻巧，布局更为合 理，为达此目的，本技术提供一种机械手，包括手掌单元、指尖单元、关节单元、连接件 单元和拇指活动单元，所述手掌单元一侧设置有拇指活动单元，所述手掌单元及拇指活动 单元上设置有连接单元，所述连接单元上连有关节单元，所述指尖单元安装在最顶部的关 节单元上；所述关节单元包括驱动轮、侧板、支撑架、压电元件和弹性连接件，驱动轮上有柱 状支撑，驱动轮通过柱状支撑安装在侧板内，驱动轮底部有连接端，驱动轮通过连接端与上 一关节单元侧板或指尖单元的连接部相连，驱动轮上端有伸出端，所述弹性连接件上端有 卡紧部，驱动轮通过伸出端卡在弹性连接件的卡紧部上，所述支撑架安装在弹性连接件一 侧，所述支撑架另一侧安装在侧板上，所述弹性连接件一侧安装有一压电元件，弹性连接件 底部安装有两压电元件，所述侧板底部有连接部；所述连接单元包括支撑板和连接板，所述支撑板安装在连接板上，所述关节单元 通过连接板与连接单元相连；所述拇指活动单元包括驱动轮、侧板、支撑架、压电元件和弹性连接件，所述拇指 活动单元安装在手掌单元一侧，驱动轮上有柱状支撑，驱动轮通过柱状支撑安装在侧板内， 驱动轮底部有连接端，驱动轮通过连接端与连接单元相连，驱动轮上端有伸出端，所述弹性 连接件上端有卡紧部，驱动轮通过伸出端卡在弹性连接件的卡紧部上，所述支撑架安装在 弹性连接件一侧，所述支撑架另一侧安装在侧板上，所述弹性连接件一侧安装有一压电元 件，弹性连接件底部安装有两压电元件。作为本技术的进一步改进，所述手掌单元上设置有至少2个连接单元，所述 连接单元上连有1-3个关节单元，本专利可设置多个连接单元及关节单元，可根据机械手 工作环境需要进行设置，从而使得机械手适用范围更加广泛。作为本技术的进一步改进，所述手掌单元内设置有加强筋，为了提高整个机 械手的强度本专利在机械手手掌单元内设置加强筋。本技术通过设计一种采用压电方式直接进行驱动的机械手，对现有机械手结 构进行重新设计，使得机械手结构更为简单，质量更为轻巧，布局更为合理，并且本专利连 接单元和关节单元结构简单替换方便，用户可根据机械手工作环境设置相应数量的连接单 元和关节单元，从而使得机械手能在不同工作环境中进行工作适用范围更加广泛。附图说明图1是齿轮传动式机械手结构示意图；图2是腱传动式机械手结构示意图；图3是本专利立体示意图；图4是本专利拇指连接处结构示意图；图5是本专利活动关节结构示意图；图6是本专利压电元件安装示意图；图7是本专利指尖元件示意图；图8是是弹性体的运动机理简图图中的构件为1、手掌单元； 1-1、加强筋； 2、指尖单元；3-1、驱动轮； 3-2、侧板；3-3、支撑架；3-5、弹性连接件；4、连接件单元；4-1、支撑板；5、拇指活动单元；5-1、驱动轮； 5-2、侧板；5-4、压电元件；5-5、弹性连接件；具体实施方式以下结合附图和实施例对技术做详细的说明本技术通过设计一种采用压电方式直接进行驱动的机械手，对现有机械手结 构进行重新设计，使得机械手结构更为简单，质量更为轻巧，布局更为合理。本技术提供结构示意图如图3所示的一种机械手，包括手掌单元1、指尖单元 2、关节单元3、连接件单元4和拇指活动单元5，所述手掌单元1 一侧设置有拇指活动单元 5，所述手掌单元1及拇指活动单元5上设置有连接单元4，所述手掌单元1内设置有加强3、关节单元；3-4、压电元件；4-2、连接板；5-3、支撑架；筋1-1，为了提高整个机械手的强度本专利在机械手手掌单元1内设置加强筋1-1，所述连 接单元4上连有关节单元3，所述指尖单元2如图7所示安装在最顶部的关节单元3上；所述关节单元3如图5所示包括驱动轮3-1、侧板3-2、支撑架3_3、压电元件3_4 和弹性连接件3-5，驱动轮3-1上有柱状支撑，驱动轮3-1通过柱状支撑安装在侧板3-2内， 驱动轮3-1底部有连接端，驱动轮3-1通过连接端与上一关节单元3侧板或指尖单元2的 连接部相连，驱动轮3-1上端有伸出端，所述弹性连接件3-5上端有卡紧部，驱动轮3-1通 过伸出端卡在弹性连接件3-5的卡紧部上，所述支撑架3-3安装在弹性连接件3-5 —侧，所 述支撑架3-3另一侧安装在侧板3-2上，所述弹性连接件3-5如图6所示一侧安装有一压 电元件3-4，弹性连接件3-5底部安装有两压电元件3-4，所述侧板3-2底部有连接部；所述连接单元4包括支撑板4-1和连接板4-2，所述支撑板4_1安装在连接板4_2 上，所述关节单元3通过连接板4-2与连接单元4相连；所述手掌单元1上设置有至少2个连接单元4，所述连接单元4上连有1-3个关节 单元3，本专利可设置多个连接单元4及关节单元3，可根据机械手工作环境需要进行设置， 从而使得机械手适用范围更加广泛。所述拇指活动单元5如图4所示包括驱动轮5-1、侧板5-2、支撑架5_3、压电元件 5-4和弹性连接件5-5，所述拇指活动单元5安装在手掌单元1 一侧，驱动轮5-1上有柱状 支撑，驱动轮5-1通过柱状支撑安装在侧板5-2内，所述驱动轮5-1底部有连接端，驱动轮 5-1通过连接端与连接单元4相连，驱动轮5-1，上端有伸出端，所述弹性连接件5-5上端有 卡紧部，驱动轮5-1通过伸出端卡在弹性连接件5-5的卡紧部上，所述支撑架5-3安装在弹 性连接件5-5 —侧，所述支撑架5-3另一侧安装在侧板5-2上，所述弹性连接件5本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种机械手，包括手掌单元（１）、指尖单元（２）、关节单元（３）、连接件单元（４）和拇指活动单元（５），其特征在于：所述手掌单元（１）一侧设置有拇指活动单元（５），所述手掌单元（１）及拇指活动单元（５）上设置有连接单元（４），所述连接单元（４）上连有关节单元（３），所述指尖单元（２）安装在最顶部的关节单元（３）上；所述关节单元（３）包括驱动轮（３－１）、侧板（３－２）、支撑架（３－３）、压电元件（３－４）和弹性连接件（３－５），驱动轮（３－１）上有柱状支撑，驱动轮（３－１）通过柱状支撑安装在侧板（３－２）内，驱动轮（３－１）底部有连接端，驱动轮（３－１）通过连接端与上一关节单元（３）侧板（３－２）或指尖单元（２）的连接部相连，驱动轮（３－１）上端有伸出端，所述弹性连接件（３－５）上端有卡紧部，驱动轮（３－１）通过伸出端卡在弹性连接件（３－５）的卡紧部上，所述支撑架（３－３）安装在弹性连接件（３－５）一侧，所述支撑架（３－３）另一侧安装在侧板（３－２）上，所述弹性连接件（３－５）一侧安装有一压电元件（３－４），弹性连接件（３－５）底部安装有两压电元件（３－４），所述侧板（３－２）底部有连接部；所述连接单元（４）包括支撑板（４－１）和连接板（４－２），所述支撑板（４－１）安装在连接板（４－２）上，所述关节单元（３）通过连接板（４－２）与连接单元（４）相连；所述拇指活动单元（５）包括驱动轮（５－１）、侧板（５－２）、支撑架（５－３）、压电元件（５－４）和弹性连接件（５－５），所述拇指活动单元（５）安装在手掌单元（１）一侧，驱动轮（５－１）上有柱状支撑，驱动轮（５－１）通过柱状支撑安装在侧板（５－２）内，驱动轮（５－１）底部有连接端，驱动轮（５－１）通过连接端与连接单元（４）相连，驱动轮（５－１）上端有伸出端，所述弹性连接件（５－５）上端有卡紧部，驱动轮（５－１）通过伸出端卡在弹性连接件（５－５）的卡紧部上，所述支撑架（５－３）安装在弹性连接件（５－５）一侧，所述支撑架（５－３）另一侧安装在侧板（５－２）上，所述弹性连接件（５－５）一侧安装有一压电元件（５－４），弹性连接件（５－５）底部安装有两压电元件（５－４）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王珺，李晓晖，赵海霞，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：实用新型
国别省市：84