CN102794766B - 水下柔性灵巧机械手 - Google Patents
水下柔性灵巧机械手 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102794766B CN102794766B CN201210333298.9A CN201210333298A CN102794766B CN 102794766 B CN102794766 B CN 102794766B CN 201210333298 A CN201210333298 A CN 201210333298A CN 102794766 B CN102794766 B CN 102794766B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arm
- large arm
- wrist
- forearm
- end plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims abstract description 41
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 43
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 claims description 39
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 5
- 210000000323 shoulder joint Anatomy 0.000 abstract description 10
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 abstract description 6
- 210000003857 wrist joint Anatomy 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水下柔性灵巧机械手。包括结构相同的三个柔性手指、手腕、小臂、大臂和臂肩；三个柔性手指均布在手腕的上端盘，手腕的下端盘与小臂固连，小臂U型叉转动连接大臂的一端，大臂的另一端与臂肩的臂肩U型叉转动连接。本发明有手指关节、手腕关节、小臂关节、大臂关节和臂肩关节，增加了机械手的工作空间；采用气动柔性关节，能较好的实现机械手关节的运动，具有较好的灵巧性，操作灵活；先通过小臂关节、大臂关节和臂肩关节的粗定位，再通过手腕关节和手指关节的精确定位，实现快速和精确得夹取水下物体，具有较好的灵巧性。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人灵巧手，具体地说是涉及具有手指关节、手腕关节、小臂关节、大臂关节和臂肩关节的一种水下柔性灵巧机械手。
背景技术
随着人类对海洋开发及利用的广度和深度的增加，水下机器人将是人类开发和利用海洋的重要工具。水下机械手是水下机器人的重要组成部分，如果没有水下机械手，水下机器人难以完成复杂的水下作业。目前，大多数实际使用的水下机械手仍使用结构简单的夹钳式或平移式单自由度末端执行器夹持工件，已远远不能适应日益复杂的水下操作任务。
美国NOSC在二十世纪七十年代研制了WSP系统。WSP的末端执行器即手爪共有15种，统一放置在工具库中，作业时根据不同的作业对象选择相应的手爪。上世纪90年代初，日本株式会社研制了一种三指机械手爪。该机械手爪只能实现利用手掌接触的强力抓取，无法实现利用指尖接触的精确抓取。1993至1999年，欧共体MAST开发了AMADEUS深海机械手，用于水下科考中的矿物、生物等样本的采集，AMADEUS手采用波纹管方式的手指，其手指的工作空间受到极大的限制。
哈尔滨工程大学研制的SIWR II机械手爪，该手爪为单自由度，通过专用的联接机构与机械臂对接，只能抓取特定形状的物体，不能使用指尖精确抓取。2005年，合肥智能机械研究所研制了水下典型操作任务的智能型机械手爪。该手爪有三个手指，手指采用平行四连杆机构实现运动，三指沿圆形手掌隔120度均匀分布，三个手指由一个电机同时驱动。从运动学角度分析，该手还不具备灵巧性特征，功能有限。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水下柔性灵巧机械手。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括结构相同的三个柔性手指、手腕、小臂、大臂和臂肩；三个柔性手指均布在手腕的上端盘，手腕的下端盘与小臂固连，小臂U型叉转动连接大臂的一端，大臂的另一端与臂肩的臂肩U型叉转动连接。
所述的手腕：包括上端盘、下端盘、二根手腕肌肉管、二根手腕肌肉管头、销轴和手指肌肉管头；三个柔性手指均布插入手腕的上端盘，与三个柔性手指密封连接的手指肌肉管头固连穿过上端盘；上端盘经销轴转动连接下端盘；二根手腕肌肉管分别对称插入上端盘和下端盘，与二根手腕肌肉管密封连接的二根手腕肌肉管头固连穿过下端盘。
所述的小臂：包括小臂体、固定螺栓、小臂U型叉和小臂轴；手腕的下端盘经固定螺栓与小臂体固连；小臂体和小臂U型叉焊接为一体；小臂U型叉经小臂轴转动连接在大臂的一端外侧。
所述的大臂：包括大臂体、同步带轮、同步带、二根大臂肌肉管、二根大臂肌肉管头、大臂电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮和大臂轴；所述小臂轴的两端与小臂U型叉固连，所述小臂轴转动连接在大臂体的一端，所述小臂轴的中心固定有同步带轮；带动同步带轮转动的同步带两侧分别与一根大臂肌肉管相连，大臂肌肉管和大臂肌肉管头固定在大臂体内部中心的一侧；大臂体内部中心的另一侧固定大臂电机，固连在大臂电机上的主动锥齿轮与固连在大臂轴上从动锥齿轮啮合；大臂轴转动连接大臂体的另一端，大臂轴的两端与臂肩U型叉固连。
所述的臂肩：包括臂肩U型叉、臂肩轴、联轴器和臂肩电机；臂肩U型叉底部和臂肩轴焊接为一体；臂肩U型叉经大臂轴转动连接在大臂体的另一端外侧，臂肩轴经联轴器与臂肩电机连接。
本发明与现有技术相比，存在如下特点：
1.本发明有手指关节、手腕关节、小臂关节、大臂关节和臂肩关节，增加了机械手的工作空间。
2.本发明采用气动柔性关节，能较好的实现机械手关节的运动，具有较好的灵巧性，操作灵活。
3.本发明先通过小臂关节、大臂关节和臂肩关节的粗定位，再通过手腕关节和手指关节的精确定位，实现快速和精确得夹取水下物体。
附图说明
图1是本发明的总装图。
图2是本发明的手腕示意图。
图3是本发明的小臂、大臂和臂肩的主视剖视装配示意图。
图4是本发明的小臂、大臂和臂肩的俯视装配示意图。
图中：1. 柔性手指，2. 手腕，3. 小臂，4. 大臂，5 . 臂肩，6. 上端盘， 7. 下端盘，8. 小臂U型叉，9. 臂肩U型叉，10. 手腕肌肉管，11. 手腕肌肉管头，12. 销轴，13. 手指肌肉管头，14. 小臂体，15. 固定螺栓，16. 小臂轴，17. 大臂体，18. 同步带轮，19. 同步带，20. 大臂肌肉管，21. 大臂肌肉管头，22. 大臂电机，23. 主动锥齿轮，24. 从动锥齿轮，25. 大臂轴，26. 臂肩轴，27. 联轴器，28. 臂肩电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，图2，图3、图4所示，本发明包括结构相同的三个柔性手指1、手腕2、小臂3、大臂4和臂肩5；三个柔性手指1均布在手腕2的上端盘6，手腕2的下端盘7与小臂3固连，小臂U型叉8转动连接大臂4的一端，大臂4的另一端与臂肩U型叉9转动连接，构成大臂关节。
如图2所示，手腕2包括上端盘6、下端盘7、二根手腕肌肉管10、二根手腕肌肉管头11、销轴12和手指肌肉管头13；三个柔性手指1均布插入手腕2的上端盘6，与柔性手指1密封连接的手指肌肉管头13固连穿过上端盘6，构成柔性手指关节；上端盘6经销轴12转动连接下端盘7，二根手腕肌肉管10分别对称插入上端盘6和下端盘7，构成手腕关节；与二根手腕肌肉管10密封连接的二根手腕肌肉管头11 固连穿过下端盘7。
如图1，图3，图4所示，小臂3包括小臂体14、固定螺栓15、小臂U型叉8和小臂轴16；手腕2的下端盘7经固定螺栓15与小臂体14固连，小臂体14和小臂U型叉8焊接为一体；小臂U型叉8经小臂轴16转动连接大臂4的一端外侧，构小臂关节。
如图1，图3，图4所示，大臂4包括大臂体17、同步带轮18、同步带19、二根大臂肌肉管20、二根大臂肌肉管头21、大臂电机22、主动锥齿轮23、从动锥齿轮24和大臂轴25；小臂轴16的两端与小臂U型叉8固连，小臂轴16 转动连接大臂体4的一端，小臂轴16的中心固定有同步带轮18；带动同步带轮18转动的同步带19两侧分别与一根大臂肌肉管20相连，大臂肌肉管20和大臂肌肉管头21固定在大臂体17内部中心的一侧；大臂体17内部中心的另一侧固定大臂电机22，固连在大臂电机22上的主动锥齿轮23与固连在大臂轴25上从动锥齿轮24 啮合；大臂轴25转动连接大臂体4的另一端，大臂轴25的两端与臂肩U型叉9固连；二根大臂肌肉管20经同步带19和同步带轮18驱动小臂轴16，带动小臂3转动；大臂电机22经主动锥齿轮23和从动锥齿轮24驱动大臂轴25，带动大臂4转动。
如图1，图3，图4所示，臂肩5包括臂肩U型叉9、臂肩轴26、联轴器27和臂肩电机28; 臂肩U型叉9底部和臂肩轴26焊接为一体；臂肩U型叉9经大臂轴25转动连接在大臂体4的另一端外侧，臂肩轴26经联轴器27与臂肩电机28连接，构成臂肩关节。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种水下柔性灵巧机械手，其特征在于：包括结构相同的三个柔性手指(1)、手腕(2)、小臂(3)、大臂(4)和臂肩(5)；三个柔性手指(1)均布在手腕(2)的上端盘(6)，手腕(2)的下端盘(7)与小臂(3)固连，小臂U型叉(8)转动连接大臂(4)的一端，大臂(4)的另一端与臂肩(5)的臂肩U型叉(9)转动连接；
所述的手腕(2)包括上端盘(6)、下端盘(7)、二根手腕肌肉管(10)、二根手腕肌肉管头(11)、销轴(12)和手指肌肉管头(13)；三个柔性手指(1)均布插入手腕(2)的上端盘(6)，与三个柔性手指(1)密封连接的手指肌肉管头(13)固连穿过上端盘(6)；上端盘(6)经销轴(12)转动连接下端盘(7)；二根手腕肌肉管(10)均插入在上端盘(6)和下端盘(7)之间，且二根手腕肌肉管(10)对称布置，与二根手腕肌肉管(10)密封连接的二根手腕肌肉管头(11)固连穿过下端盘(7)；
所述的大臂(4)包括大臂体(17)、同步带轮(18)、同步带(19)、二根大臂肌肉管(20)、二根大臂肌肉管头(21)、大臂电机(22)、主动锥齿轮(23)、从动锥齿轮(24)和大臂轴(25)；所述小臂轴(16)的两端与小臂U型叉(8)固连，所述小臂轴(16)转动连接在大臂(4)的一端，所述小臂轴(16)的中心固定有同步带轮(18)；带动同步带轮(18)转动的同步带(19)两侧分别与一根大臂肌肉管(20)相连，大臂肌肉管(20)和大臂肌肉管头(21)固定在大臂体(17)内部中心的一侧；大臂体(17)内部中心的另一侧固定大臂电机(22)，固连在大臂电机(22)上的主动锥齿轮(23)与固连在大臂轴(25)上从动锥齿轮(24)啮合；大臂轴(25)转动连接大臂(4)的另一端，大臂轴(25)的两端与臂肩U型叉(9)固连。
2.根据权利要求1所述的一种水下柔性灵巧机械手，其特征在于：所述的小臂(3)包括小臂体(14)、固定螺栓(15)、小臂U型叉(8)和小臂轴(16)；手腕(2)的下端盘(7)经固定螺栓(15)与小臂体(14) 固连；小臂体(14)和小臂U型叉(8)焊接为一体；小臂U型叉(8)经小臂轴(16) 转动连接在大臂(4)的一端外侧。
3.根据权利要求1所述的一种水下柔性灵巧机械手，其特征在于：所述的臂肩(5)包括臂肩U型叉(9)、臂肩轴(26)、联轴器(27)和臂肩电机(28)；臂肩U型叉(9)底部和臂肩轴(26)焊接为一体；臂肩U型叉(9)经大臂轴(25)转动连接在大臂(4)的另一端外侧，臂肩轴(26)经联轴器(27)与臂肩电机(28)连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210333298.9A CN102794766B (zh) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | 水下柔性灵巧机械手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210333298.9A CN102794766B (zh) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | 水下柔性灵巧机械手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102794766A CN102794766A (zh) | 2012-11-28 |
| CN102794766B true CN102794766B (zh) | 2015-03-11 |
Family
ID=47194192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210333298.9A Expired - Fee Related CN102794766B (zh) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | 水下柔性灵巧机械手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102794766B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103231371B (zh) * | 2013-04-23 | 2015-10-14 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 并联机器人及其平行四边形杆组 |
| CN104690708B (zh) * | 2014-01-16 | 2016-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种力操作器平衡机构 |
| CN105082000B (zh) * | 2014-05-20 | 2017-04-26 | 核动力运行研究所 | 水下气动钳子 |
| CN104889980B (zh) * | 2015-05-18 | 2016-07-06 | 天津大学 | 一种可实现被动包络的柔性机械手爪 |
| CN105058420A (zh) * | 2015-08-23 | 2015-11-18 | 哈尔滨工程大学 | 一种小型水下液压机械手腕部二级回转机构 |
| CN107486835A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-12-19 | 沈坤龙 | 一种多段臂的机械爪 |
| CN108161958B (zh) * | 2017-12-29 | 2021-08-24 | 嘉兴学院 | 一种基于气动肌肉的仿人手指系统 |
| CN108500965B (zh) * | 2018-02-28 | 2021-03-26 | 深圳臻迪信息技术有限公司 | 一种软体机械手臂 |
| CN108502129B (zh) * | 2018-04-08 | 2020-01-03 | 华中科技大学 | 一种适用于水下运动目标捕获与对接的可搭载式装置 |
| CN109397330B (zh) * | 2018-12-26 | 2023-12-29 | 上海岭先机器人科技股份有限公司 | 一种机械臂腕部布局结构 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57205095A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-16 | Tokico Ltd | Robot arm |
| CN1136988A (zh) * | 1995-05-31 | 1996-12-04 | 北京航空航天大学 | 一种关节驱动机构驱动方法和用途 |
| CN1330465C (zh) * | 2004-10-23 | 2007-08-08 | 江南大学 | 板弹簧骨架液气动式柔性弯曲关节 |
| CN200988224Y (zh) * | 2006-12-28 | 2007-12-12 | 浙江工业大学 | 气动柔性三指手爪 |
| CN201998169U (zh) * | 2010-04-23 | 2011-10-05 | 北京航空航天大学 | 核辐射探测与应急处理机器人的机械臂系统 |
| CN201736218U (zh) * | 2010-05-12 | 2011-02-09 | 于皓瑜 | 一种基于远程爆破技术的多功能炸药安置机械手 |
| CN202292762U (zh) * | 2011-10-25 | 2012-07-04 | 浙江大学 | 果蔬采摘欠驱动机械手爪 |
| CN202344543U (zh) * | 2011-12-05 | 2012-07-25 | 杭州硕实机械有限公司 | 一种六轴机器人传动机构 |
| CN202910860U (zh) * | 2012-09-11 | 2013-05-01 | 浙江理工大学 | 一种水下柔性灵巧机械手 |
-
2012
- 2012-09-11 CN CN201210333298.9A patent/CN102794766B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102794766A (zh) | 2012-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102794766B (zh) | 水下柔性灵巧机械手 | |
| CN107225587B (zh) | 一种用于海底生物无损捕捞的形状自适应机械手结构 | |
| CN203331021U (zh) | 家用搬运机器人 | |
| CN102166749B (zh) | 2-prr&pprr三自由度空间并联机器人机构 | |
| CN104772752A (zh) | 一种机械手臂 | |
| CN105580560A (zh) | 一种苹果采摘机器人 | |
| CN105364935A (zh) | 一种三指三自由度构型机器人手爪 | |
| CN201979513U (zh) | 2-prr&pprr三自由度空间并联机器人机构 | |
| CN105150190A (zh) | 基于气动肌肉的六自由度仿生机械手臂 | |
| CN204414105U (zh) | 一种医疗骨科手术辅助机械手 | |
| CN105291097A (zh) | 三自由度翻转机器人 | |
| CN203680294U (zh) | 手动车前抓取机构 | |
| CN105127983A (zh) | 一种三平移一转动并联机构机械手 | |
| CN102806563B (zh) | 水下牵引滑轮式拟人机械手 | |
| CN213765903U (zh) | 一种基于气动的平行气爪 | |
| CN203863679U (zh) | 一种工业机械手臂 | |
| CN204893973U (zh) | 单自由度耦合型仿人机械手指 | |
| CN110328678A (zh) | 一种具有人手同步控制功能的欠驱动机械手 | |
| CN110480225A (zh) | 一种用于不锈钢管自动焊接的机械手臂装置 | |
| CN203471788U (zh) | 多关节机械手 | |
| CN112091924B (zh) | 一种轮臂混合式可重构机器人 | |
| CN103895008A (zh) | 一种仅含转动副的空间三平动并联机器人机构 | |
| CN207747038U (zh) | 一种平面抓取机构 | |
| CN109571520A (zh) | 霍肯连杆直线平夹自适应机器人手指装置 | |
| CN109176566A (zh) | 齿轮滑槽连杆直线平夹自适应机器人手指装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150311 Termination date: 20160911 |