CN109986544A - 一种机械式仿生手 - Google Patents

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李强
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0009—Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements

Abstract

一种机械式仿生手，包括手指机构、手掌衬板、支撑架，手指机构包括第一指节、第二指节和第三指节，在手掌衬板上方边缘设置四套手指机构，在手掌衬板的侧部边缘设置一套手指机构，在手掌衬板下方设置支撑架，在支撑架的侧壁上固定设置四支舵机，在手掌衬板前部设置一支舵机，在每支舵机的转轴上设置法兰盘，在法兰盘与对应的手指机构第三指节底部设置拉杆，一端与法兰盘转动连接，拉杆的另一端手指机构第三指节转动连接。本发明驱动的舵机设置在手指机构下方和手心位置，减少了手指关节的重量和复杂程度，进一步保证了机械式仿生手的灵活性，每支手指机构分别驱动可完成更加复杂的动作。

Description

一种机械式仿生手
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种机械式仿生手。
背景技术
在工业生产中，机械式仿生手能够代替人类进行很多危险的操作，现有的机械式仿生手一般通过推杆进行手指或通过液压驱动连杆的方式进行抓取等动作，结构笨重，动作也相对简单。为了模拟各个手指关节的运动，同时需要很多的电机或者推杆来进行运动，当电机和推杆设置在关节处时，对与关节的体积和重量有很大的影响。
发明内容
本发明目的在于克服目前的机械式仿生手存在的上述问题。
本发明提供一种机械式仿生手，包括手指机构、手掌衬板、支撑架，手指机构包括第一指节、第二指节和第三指节，第一指节下部与第二指节顶部铰接，第二指节下部与第三指节顶部铰接，第三指节底部与手掌衬板边缘侧壁铰接，在第一指节底部设置弧形连杆，弧形连杆一端与第一指节底部后侧铰接，弧形连杆的另一端与第三指节顶部前侧铰接，在第二指节底部设置“S”型连杆，“S”型连杆的一端与第二指节底部铰接，“S”型连杆另一端与手掌衬板边缘处铰接，在手掌衬板上方边缘设置四套手指机构，在手掌衬板的侧部边缘设置一套手指机构，在手掌衬板下方设置支撑架，在支撑架的侧壁上固定设置四支舵机，分别用于驱动手掌衬板上方边缘设置的四套手指机构，每支舵机驱动一套手指机构，在手掌衬板前部设置一支舵机，该舵机用于驱动设置在手掌衬板侧部边缘的一套手指机构，在每支舵机的转轴上设置法兰盘，在法兰盘与对应的手指机构第三指节底部设置拉杆，拉杆的一端通过关节轴承与法兰盘转动连接，拉杆的另一端通过关节轴承与手指机构第三指节底部转动连接。
进一步的在支撑架底部设置转动机构和底座，所述转动机构包括转动支架，在转动支架上竖直设置舵机，舵机转轴向上，在舵机上方水平设置一轴承，在轴承两侧设置上圆形夹板和下圆形夹板，上圆形夹板和下圆形夹板通过螺栓连接并夹持在轴承内环上下两侧，在上、下圆形夹板外侧设置上环形夹板和下环形夹板，上环形夹板和下环形夹板夹持在轴承外环上下两侧，下方的环形夹板固定在转动支架上，舵机转轴通过法兰与下方的圆形夹板固定连接，舵机转轴与圆形夹板的轴线在同一竖直线上，所述支撑架底端固定在上方的圆形夹板上，转动支架底部与底座固定连接。
进一步的在第二指节中部设置限位螺栓，限制第一指节转动角度。
进一步的在手指机构第三指节底部后侧铰接孔内设置导向套
进一步的在底座底部设置地脚，在底座上设置电路板支架。
本发明的有益技术效果在于：利用连杆结构模拟手指弯曲动作，结构简洁，由于驱动的舵机设置在手指机构下方和手心位置，减少了手指关节的重量和复杂程度，进一步保证了机械式仿生手的灵活性，每支手指机构分别驱动可完成更加复杂的动作。
附图说明
图1是本发明正面结构示意图。
图2是本发明背面结构示意图。
图3是手指机构结构示意图。
图4是手指机构侧面示意图。
图5是手指机构驱动结构示意图。
图6是手掌衬板正面示意图。
图7是手掌衬板背面示意图。
图8是转动机构拆解结构示意图。
图9是转动机构中上、下圆形夹板、轴承、上、下环形夹板装配关系示意图。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
结合附图对本发明进一步详细的解释，附图中各标记为：1：手指机构；11：第一指节；12：第二指节；13：第三指节；14：弧形连杆；15：“S”型连杆；16：导向套；17：限位螺栓；18：法兰盘；19：舵机；110：拉杆；111：关节轴承；2：手掌衬板；3：支撑架；4：转动机构；41：上环形夹板；42：轴承；43：下环形夹板；44：地脚；45：电路板支架；46：上圆形夹板；47：下圆形夹板；5：底座。
如附图所示，一种机械式仿生手，包括手指机构1、手掌衬板2、支撑架3，手指机构1包括第一指节11、第二指节12和第三指节13，第一指节11下部与第二指节12顶部铰接，第二指节下部与第三指节顶部铰接，第三指节底部与手掌衬板边缘侧壁铰接，在第一指节底部设置弧形连杆14，弧形连杆14一端与第一指节底部后侧铰接，弧形连杆的另一端与第三指节顶部前侧铰接，在第二指节底部设置“S”型连杆15，“S”型连杆15的一端与第二指节底部铰接，“S”型连杆另一端与手掌衬板边缘处铰接，在手掌衬板上方边缘设置四套手指机构，在手掌衬板的侧部边缘设置一套手指机构，在手掌衬板下方设置支撑架，在支撑架的侧壁上固定设置四支舵机19，分别用于驱动手掌衬板上方边缘设置的四套手指机构，每支舵机驱动一套手指机构，在手掌衬板前部设置一支舵机19，该舵机19用于驱动设置在手掌衬板侧部边缘的一套手指机构，在每支舵机的转轴上设置法兰盘18，在法兰盘18与对应的手指机构第三指节底部设置拉杆110，拉杆的一端通过关节轴承111与法兰盘转动连接，拉杆110的另一端通过关节轴承111与手指机构第三指节底部转动连接。
为使机械式仿生手可以转动，可以在支撑架底部设置转动机构和底座，所述转动机构包括转动支架，在转动支架上竖直设置舵机，舵机转轴向上，在舵机上方水平设置一轴承42，在轴承两侧设置上圆形夹板46和下圆形夹板47，上圆形夹板和下圆形夹板通过螺栓连接并夹持在轴承42内环上下两侧，在上、下圆形夹板外侧设置上环形夹板41和下环形夹板43，上环形夹板和下环形夹板夹持在轴承外环上下两侧，下方的环形夹板固定在转动支架上，舵机转轴通过法兰与下方的圆形夹板固定连接，舵机转轴与圆形夹板的轴线在同一竖直线上，所述支撑架底端固定在上方的圆形夹板上，转动支架底部与底座固定连接。
为防止第一指节转动角度过大，可在第二指节中部设置限位螺栓17，限制第一指节转动角度。
为使手指转动更加顺滑灵活，可以在手指机构第三指节底部铰接孔内设置导向套16。
为实地做更加稳固，并可在底座底部设置四支地脚44，为了方便设置控制电路板，可在底座上设置电路板支架45。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (5)

1.一种机械式仿生手，包括手指机构、手掌衬板、支撑架，其特征在于：手指机构包括第一指节、第二指节和第三指节，第一指节下部与第二指节顶部铰接，第二指节下部与第三指节顶部铰接，第三指节底部与手掌衬板边缘侧壁铰接，在第一指节底部设置弧形连杆，弧形连杆一端与第一指节底部后侧铰接，弧形连杆的另一端与第三指节顶部前侧铰接，在第二指节底部设置“S”型连杆，“S”型连杆的一端与第二指节底部铰接，“S”型连杆另一端与手掌衬板边缘处铰接，在手掌衬板上方边缘设置四套手指机构，在手掌衬板的侧部边缘设置一套手指机构，在手掌衬板下方设置支撑架，在支撑架的侧壁上固定设置四支舵机，分别用于驱动手掌衬板上方边缘设置的四套手指机构，每支舵机驱动一套手指机构，在手掌衬板前部设置一支舵机，该舵机用于驱动设置在手掌衬板侧部边缘的一套手指机构，在每支舵机的转轴上设置法兰盘，在法兰盘与对应的手指机构第三指节底部设置拉杆，拉杆的一端通过关节轴承与法兰盘转动连接，拉杆的另一端通过关节轴承与手指机构第三指节底部转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种机械式仿生手，其特征在于：在支撑架底部设置转动机构和底座，所述转动机构包括转动支架，在转动支架上竖直设置舵机，舵机转轴向上，在舵机上方水平设置一轴承，在轴承两侧设置上圆形夹板和下圆形夹板，上圆形夹板和下圆形夹板通过螺栓连接并夹持在轴承内环上下两侧，在上、下圆形夹板外侧设置上环形夹板和下环形夹板，上环形夹板和下环形夹板夹持在轴承外环上下两侧，下方的环形夹板固定在转动支架上，舵机转轴通过法兰与下方的圆形夹板固定连接，舵机转轴与圆形夹板的轴线在同一竖直线上，所述支撑架底端固定在上方的圆形夹板上，转动支架底部与底座固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种机械式仿生手，其特征在于：在第二指节中部设置限位螺栓，限制第一指节转动角度。
4.根据权利要求2所述的一种机械式仿生手，其特征在于：在手指机构第三指节底部后侧铰接孔内设置导向套。
5.根据权利要求2所述的一种机械式仿生手，其特征在于：在底座底部设置地脚，在底座上设置电路板支架。
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