CN102632504A - 机器人电磁手 - Google Patents

Abstract

本发明是一种机器人电磁手。通过在手套式乳胶手内安装电磁铁和铁吸片，使手指头通电充磁后吸向手心的铁片而完成抓握动作。这种机器人电磁手，是通过分电器来对手指头进行供电或断电，可以方便地依次使小指到大姆指握向手心。这种机器人电磁手是在手套式手型内的电磁铁和铁吸片安装完成后，再向手套内灌入乳胶而成为完整的手形。这种机器人电磁手的本体可以是乳胶制做的，也可以是其他可塑性材料制作的。

Description

机器人电磁手

技术领域

本发明涉及一种机器人电磁手。 

背景技术

电动机趋动的机械手是人形机器人的重要构件。迄今为止，无论是工业机器人还是人形机器人，所用的手都是电机趋动的机械式手。这些机械手的结构材料多数是钢材。手指和肢节都是由钢材制作，活动关节则由安装在各个部位的微型电机趋动，通过齿轮和弹簧执行抓紧和放开的动作。这些机械手在生产和科研中都有广泛应用，在人形机器人上也有利用，从而形成了机器手系列产品。 

但是，这类机械式电机趋动的机器手，存在一些缺陷，不仅结构过于复杂，而且自重也较大，即使完成简单的抓握动作，也需要复杂的传动机构，并且需要电动机趋动。如果要进行复杂的动作，则这只手的结构就非常复杂，因而，即使是单纯的机械手工作母机，也有较大的体积和重量，或者复杂的支持系统。这样的机器手，如果要用在人形机器人身上，就需要在结构上做很大改进，才能适应人形机器人的需要。因此，如果要实现人形机器人的实用化，需要有一种轻便而又操纵简单的新型人造手。 

发明内容

本发明的目的，在于提供一种新型的用软性塑胶体制作的电磁趋动的手，不需要复杂的指关节结构和趋动电机，手的主体全部由橡胶或乳胶构成，只在需要磁力趋动的部位使用了少量金属，不仅结构简单，而且与传统机器手比较，重量也大大降低。为机器人行业提供了一种新型的可供选用的电磁手。 

为了实现这个目的，本发明采用了下述方案： 

这种用胶体制作的仿人手利用已经有商品出售的人手胶手套为手形载体。在这种手套上与人手指关节对应处都剪开一个2mm宽，20mm长的小缝，使手指各个关节可以方便地向手掌方向内屈。为了保证这种关节弯曲处不在以后的灌胶时漏胶，要将手套翻转过来后，将这些缝用透明胶带胶牢，然后再翻转回来。翻过来的手形要保持为手指向手掌方向微曲的肢态。然后在五个手指的每一个指尖 关节处安放有一个磁头在指端电磁铁。电磁铁的线圈为漆包线，导电引线为线圈线的延长线，并绕成弹簧状，从手臂处引出；再在手掌靠近手心部位安放一块约0.5mm厚椭圆形的电工软铁。在中指的第二节内靠近手背一面装一块约2cm²的电工软铁。完成了手指头的电磁铁和手掌部、中指部的电工软铁安装后，再往手套内灌入软性乳胶，致使手套在乳胶的支撑下成为手形。所有手指头内的电磁铁的引线都从通向手臂，在手臂内可装置直流电源和分电器，可以分别给每个指头通电，让这些指头在电磁力的作用下向手掌弯曲并吸牢。 

可以先对大姆指以外的四个手指先给电，这样四个手指会在电磁力的作用下向手掌处有电工软铁处握牢，再给大姆指通电，则可以让大姆指在电磁力作用向中指背吸牢，从而完成与人手握紧同样的动作。 

附图说明

以下结合图1和实施例对本发明进一步说明： 

在图1所示的结构中，乳胶制的手(1)的每个手指的指尖内装有电磁铁(2)，电磁铁的线圈(3)的引出线接入分电装置(4)以利于对手指进行供电的控制。在胶手的手掌内装有一块椭圆形铁片(5)，在有电流通过指尖时，可以与手指尖的电磁铁相吸而使手指向手心呈握紧状态。为了使手握紧的状态符合人手的习惯，在中指的第二关节的指背内也装有一小块电工软铁片(6)，这样，大姆指充磁后，可以使指头握向中指的指背。分电装置上的扇形导电片(7)与旋钮(8)联动，用来向各个指头提供或断开电源。 

具体实施方式

作为一个实施例，如图1所示，带臂的手(1)可以由乳胶制成，也可以是其他可塑性树脂材料。手形应该有保持在向手心微曲的状态。手的造型既可以如本方案中所说明的利用成品橡皮手套，也可以根据需要的手型先制做手模，再用乳胶制成手套。要点是手型在安装电磁铁(2)之前是手套式的，在各个指头内装入电磁铁(2)和在手心处装入椭圆形铁片(5)、在中指指背处装入小铁片(6)后，再向手套内灌胶，将手套填充成为手型。指尖内的电磁铁(2)是由纯铁或电工软铁制成，呈销钉状，销钉的杆部用来挠线圈。 

线圈(3)用的是漆包线，线圈的匝数和线径由所需要的磁场强度有关。分电装置(4)可以是机械接触式的，也可以是电路分配式的。本实施例中采用的是机械接触式，其导线连接方式如图2所示。图2所示的是四个手指已经导通的状态。 

转动旋钮(8)沿图中箭头所示的方向转动时，扇形导电片(7)会依次与5个手指的电接点相碰，并保持通电状态，使线圈内有电流通过而产生磁场，这样依次向小指、无名指、中指和食指接通电源。在四个手指合拢后，再让扇形导电片与大姆指的接点相接触，使大姆指通电充磁而让手指吸向中指手背处的铁片(6)，从而形成握紧手掌的状态。断电后，随着磁力的消失而因胶手套的张力恢复为松开手的状态。这样就可以通过控制供电方式来控制手的抓握和松开。采用电路式分电方式，同样依从小指到食指先通电，然后再给大姆指通电的次序，即可完成手指握紧的动作。如果只给其中某几个手指通电，则相应通电的手指就会充磁而向手心的铁片吸合，从而实现单一手指的动作。 

Claims (5)

1.一种机器人电磁手，其特征是在软胶材料制成的人手指头内分别安装电磁铁，在这种软胶人手的手掌部位装置非磁性铁片。每个手指内的电磁铁通过分电装置接通电源。

2.根据权利要求1所述的机器人电磁手，其特征是手指可以向手心弯曲和伸开的。

3.根据权利要求1所述的机器人手，其特征是可以通过分电器给每个手指内的电磁铁通电以产生磁性。既可以给单一手指通电，也可以给所有手指通电。

4.根据权利要求1所述机器人手，其特征是分电装置既可以是机械式分电器，也可以是电子式分电器。

5.根据权利要求1所说的机器人手，其手型材料可以是天然橡胶，也可以是合成橡胶或其他可塑性树脂材料。

Images