仿人机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及一种仿人机械手，属于表演机器人的手部部件。具有两个摆动副的食指、中指、无名指、小拇指，具有三个摆动副的大拇指分别与手掌壳体固定连接，其中食指、中指、无名指、小拇指结构相同，各关节的摆动副包括一台电动机。优点是结构新颖，简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠，拆卸方便，手指预留空间可安装传感器，传动关系简单明了；手指运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、个手指协调运动灵活，应用范围广。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于表演机器人的手部部件，特别是指针对乐器演奏领域中对钢琴进行弹奏的机械手。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，科教和控制研究领域对表演型机器人有着一定的需求，表演型机器人能够让人们对仿人机器人有直观深刻的了解，增进青少年对这一领域的兴趣，仿人机械手是该类表演型机器人关键部件。
技术实现思路
本技术提供一种仿人机械手，能模仿人手的功能进行简单操作，完成手指弯曲运动，并通过手指的合作与协调动作实现一定运动和简单的抓取运动。本技术采取的技术方案是具有两个摆动副的食指、中指、无名指、小拇指，具有三个摆动副的大拇指分别与手掌壳体固定连接，其中食指、中指、无名指、小拇指结构相同，各关节的摆动副包括一台电动机。本技术一种实施方式是，食指结构是第一电动机与第一减速器固定连接，第一减速器与中指节固定连接，第一减速器的输出轴与指头固定连接；第二电动机与第二减速器固定连接，第二减速器与基指节固定连接，第二减速器的输出轴与中指节固定连接。本技术一种实施方式是，大拇指结构是第一电动机第一减速器固定连接，第一减速器与中指节固定连接，第一减速器的输出轴与指头固定连接；第二电动机与第二减速器固定连接，第二减速器与下指节固定连接，第二减速器的输出轴与中指节固定连接；第三电动机安装在第三减速器上，第三减速器与拇指基指节固定连接，第三减速器的输出轴与下指节固定连接。本技术一种实施方式是，减速器结构是电动机与中固定板固定连接，轴三两端分别与中固定板和下固定板固定连接，轴二两端分别与上固定板、下固定板固定连接，轴一两端分别与上固定板、中固定板固定连接，输出轴通过轴承与上固定板转动连接，齿轮一与电动机的输出轴固定连接，齿轮二空套在轴三上，齿轮三空套在轴二上，齿轮五空套在轴一上，齿轮四空套在输出轴上，齿轮六与输出轴固定连接，齿轮一与齿轮二啮合，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮三与齿轮四啮合，齿轮四与齿轮五啮合，齿轮五与齿轮六啮合，电动机为伺服电机。本技术一种实施方式是手掌壳体下底与法兰盘固定连接。本技术食指具有两个关节，上关节和下关节，上关节有1个自由度电动机通过齿轮副传动带动指头绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围-15° +105°，下关节有1个自由度电动机通过齿轮副传动带动中指节绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围-90° +90° ；大拇指具有三个关节，上关节，中关节和下关节，上关节有1个自由度电动机通过齿轮副传动带动指头绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围-15° +105°，中关节有1个自由度电动机通过齿轮副传动带动中指节绕齿轮减速器输出轴轴线回转， 运动范围-90° +90°，下关节有1个自由度电动机通过齿轮副传动带动下指节绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围0° +90°。大拇指、食指、中指、无名指、小拇指通过螺丝安装固定于手掌壳体上。本技术可通过法兰盘安装于机器手臂上，其各手指关节在计算机控制下可协调动作，相互配合。手指采用仿人结构，在实现基本功能的前提下为降低机构复杂度减轻重量，各手指减少一个关节，长度与人手相仿。本技术的优点是结构新颖，简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠，拆卸方便，手指预留空间可安装传感器，传动关系简单明了 ；除大拇指具有3自由度外其余手指具有2自由度的特点，手指运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、个手指协调运动灵活， 应用范围广；作业能耗低，采用直流24V供电；抓取力大。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术食指的转角示意图；图3是本技术大拇指的转角示意图；图4是本技术食指的结构示意图；图5是本技术大拇指的结构示意图；图6是本技术减速器的结构示意图。具体实施方式具有两个摆动副的食指2、中指3、无名指4、小拇指5，具有3个摆动副的大拇指1 分别与手掌壳体6固定连接，其中食指、中指、无名指、小拇指结构相同，各关节的摆动副包括一台电动机。本技术一种实施方式是，食指结构是第一电动机203与第一减速器202固定连接，第一减速器202与中指节204固定连接，第一减速器202的输出轴与指头201固定连接；第二电动机206与第二减速器205固定连接，第二减速器205与基指节207固定连接， 第二减速器205的输出轴与中指节固定连接。本技术一种实施方式是，大拇指结构是第一电动机103第一减速器102固定连接，第一减速器102与中指节104固定连接，第一减速器102的输出轴与指头101固定连接；第二电动机106与第二减速器105固定连接，第二减速器105与下指节107固定连接， 第二减速器105的输出轴与中指节104固定连接；第三电动机109安装在第三减速器108 上，第三减速器108与拇指基指节110固定连接，第三减速器108的输出轴与下指节固定连接。本技术一种实施方式是，减速器结构是电动机809与中固定板813固定连接，轴三811两端分别与中固定板813和下固定板814固定连接，轴二 808两端分别与上固定板812、下固定板814固定连接，轴一 804两端分别与上固定板812、中固定板813固定连接，输出轴801通过轴承807与上固定板812转动连接，齿轮一 810与电动机809的输出轴固定连接，齿轮二 815空套在轴三811上，齿轮三806空套在轴二 808上，齿轮五803空套在轴一 804上，齿轮四805空套在输出轴801上，齿轮六802与输出轴801固定连接，齿轮一与齿轮二啮合，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮三与齿轮四啮合，齿轮四与齿轮五啮合，齿轮五与齿轮六啮合，电动机为伺服电机。 本技术一种实施方式是手掌壳体下底与法兰盘7固定连接。权利要求1.一种仿人机械手，其特征在于具有两个摆动副的食指、中指、无名指、小拇指，具有三个摆动副的大拇指分别与手掌壳体固定连接，其中食指、中指、无名指、小拇指结构相同， 各关节的摆动副包括一台电动机。2.根据权利要求1所述的仿人机械手，其特征在于食指结构是第一电动机与第一减速器固定连接，第一减速器与中指节固定连接，第一减速器的输出轴与指头固定连接；第二电动机与第二减速器固定连接，第二减速器与基指节固定连接，第二减速器的输出轴与中指节固定连接。3.根据权利要求1所述的仿人机械手，其特征在于大拇指结构是第一电动机第一减速器固定连接，第一减速器与中指节固定连接，第一减速器的输出轴与指头固定连接；第二电动机与第二减速器固定连接，第二减速器与下指节固定连接，第二减速器的输出轴与中指节固定连接；第三电动机安装在第三减速器上，第三减速器与拇指基指节固定连接，第三减速器的输出轴与下指节固定连接。4.根据权利要求2或3所述的仿人机械手，其特征在于减速器结构是电动机与中固定板固定连接，轴三两端分别与中固定板和下固定板固定连接，轴二两端分别与上固定板、 下固定板固定连接，轴一两端分别与上固定板、中固定板固定连接，输出轴通过轴承与上固定板转动连接，齿轮一与电动机的输出轴固定连接，齿轮二空套在轴三上，齿轮三空套在轴二上，齿轮五空套在轴一上，齿轮四空套在输出轴上，齿轮六与输出轴固定连接，齿轮一与齿轮二啮合，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮三与齿轮四啮合，齿轮四与齿轮五啮合，齿轮五与齿轮六啮合，电动机为伺服电机。5.根据权利本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种仿人机械手，其特征在于：具有两个摆动副的食指、中指、无名指、小拇指，具有三个摆动副的大拇指分别与手掌壳体固定连接，其中食指、中指、无名指、小拇指结构相同，各关节的摆动副包括一台电动机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张邦成，姜大伟，田园，王占礼，庞在祥，朱立峰，李学光，赵云，谢涵，高智，陈立岩，柳虹亮，蔡赟，费树名，姚禹，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：实用新型
国别省市：82