CN111360854A

CN111360854A - 一种机械手

Info

Publication number: CN111360854A
Application number: CN202010160212.1A
Authority: CN
Inventors: 雷国华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2040-03-09
Also published as: WO2021179597A1; CN111360854B

Abstract

本发明涉及风机设备的技术领域，公开了一种机械手，包括手指、手掌、小臂、大臂和固定座，大臂的一端固设在固定座上，大臂的另一端与小臂的一端转动连接，小臂的另一端与手掌转动连接，手掌上转动连接有多个手指，大臂的转动轴线与小臂的转动轴线相交；手指包括依次转动连接的第一关节、第二关节和第三关节，第一关节与手掌转动连接；第一驱动组件包括第一钢丝、第一推杆和第一弹簧，第一推杆固设在固定座上；第二驱动组件包括第二钢丝、第二推杆和第二弹簧，第二推杆固设在固定座上；第三驱动组件包括第三钢丝、第三推杆和第三弹簧，第三推杆固设在固定座上。由此，采用本发明具有手指能多关节活动、灵活性高和抓力大的优点。

Description

一种机械手

技术领域

本发明涉及机械手的技术领域，特别是涉及一种机械手。

背景技术

在工业生产中，对于工作环境危险或者抓取重物时，需要借助机械手来完成，而现有的机械手一般是通过液压驱动连杆以驱动机械手指或通过电机直接驱动机械手指，来实现机械手指的抓取等动作，但是这种驱动结构只能控制每个机械手指动作，而不能控制每个关节动作，不能像人手一样去抓取或使用工具和物品，动作简单，灵活性低，其中通过液压驱动连杆以驱动机械手指结构笨重，通过电机直接驱动机械手指，电机安装在机械手掌上，则需要根据安装的电机数量设置机械手掌的面积，安装电机的数量为三个以上时使机械手掌的面积过大，安装电机的数量少于三个时机械手的灵活性较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种的机械手，手指多全关节活动、灵活性高和抓力大。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种机械手，包括手指、手掌、小臂、大臂和固定座，所述大臂的一端固设在所述固定座上，所述大臂的另一端与所述小臂的一端转动连接，所述小臂的另一端与所述手掌转动连接，所述手掌上转动连接有多个所述手指，所述大臂的转动轴线与所述小臂的转动轴线相交；

所述手指包括依次转动连接的第一关节、第二关节和第三关节，所述第一关节与所述手掌转动连接，所述第一关节连接有用于驱动所述第一关节转动的第一驱动组件，所述第二关节连接有用于驱动所述第二关节转动的第二驱动组件，所述第三关节连接有用于驱动所述第三关节转动的第三驱动组件；

所述第一驱动组件包括第一钢丝、第一推杆和第一弹簧，所述第一推杆固设在所述固定座上，所述第一推杆的输出端与所述第一钢丝的一端连接，所述第一钢丝的另一端与所述第一关节连接，所述第一弹簧设置在所述手掌和所述第一关节之间；

所述第二驱动组件包括第二钢丝、第二推杆和第二弹簧，所述第二推杆固设在所述固定座上，所述第二推杆的输出端与所述第二钢丝的一端连接，所述第二钢丝的另一端与所述第二关节连接，所述第二弹簧设置在所述第一关节和所述第二关节之间；

所述第三驱动组件包括第三钢丝、第三推杆和第三弹簧，所述第三推杆固设在所述固定座上，所述第三推杆的输出端与所述第三钢丝的一端连接，所述第三钢丝的另一端与所述第三关节连接，所述第三弹簧设置在所述第二关节和所述第三关节之间。

作为本发明优选的方案，所述小臂上设置有第一驱动组件，所述第一驱动组件的输出端与所述手掌连接，并驱动所述手掌上下转动。

作为本发明优选的方案，所述大臂上设置有第二驱动组件，所述第二驱动组件的输出端与所述小臂连接，并驱动所述小臂绕自身轴线转动。

作为本发明优选的方案，所述第一钢丝外套设有第一导向线管，所述第一导向线管的一端固定在所述固定座上，所述第一导向线管的另一端固定在所述手掌上。

作为本发明优选的方案，所述第二钢丝外套设有第二导向线管，所述第二导向线管的一端固定在所述固定座上，所述第二导向线管的另一端固定在所述第一关节上。

作为本发明优选的方案，所述第三钢丝外套设有第三导向线管，所述第三导向线管的一端固定在所述固定座上，所述第三导向线管的另一端固定在所述第二关节上。

作为本发明优选的方案，所述第一导向线管、所述第二导向线管和所述第三导向线管均通过接线板与所述固定座连接，所述连接板上设有多个分别可供所述第一钢丝、所述第二钢丝和所述第三钢丝穿过的通孔。

作为本发明优选的方案，所述手掌上设有用于收纳所述第一导向线管、所述第二导向线管和所述第三导向线管的线管架。

作为本发明优选的方案，所述第一钢丝、所述第二钢丝和所述第三钢丝分别通过固定销与所述第一关节、所述第二关节和所述第三关节连接。

本发明实施例一种机械手与现有技术相比，其有益效果在于：

需要松开物品时，第一推杆的活塞杆回缩向后拉紧第一钢丝，进而带动第一关节向上转动，第一弹簧被压缩，第二推杆的活塞杆回缩向后拉紧第二钢丝，进而带动第二关节向上转动，第二弹簧被压缩，第三推杆的活塞杆回缩向后拉紧第三钢丝，进而带动第三关节向上转动，第三弹簧被压缩，此时手指呈张开状态，实现松开物品；需要抓取物品时，第一推杆的活塞杆伸出向前放松第一钢丝，第一关节在第一弹簧的回复力的作用下向下转动直至与物品相抵，第二推杆的活塞杆伸出向前放松第二钢丝，第二关节在第二弹簧的回复力的作用下向下转动直至与物品相抵，第三推杆的活塞杆伸出向前放松第三钢丝，第三关节在第三弹簧的回复力的作用下向下转动直至与物品相抵，此时手指呈合拢状态，实现抓取物品；由此，通过推杆拉动钢丝来控制每个关节的转动，使机械手能灵活地活动，灵活性高，且能根据使用需求选择弹性系数不同的弹簧，机械手的最大抓力大，能用于抓取重量较大的物品。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种机械手的结构示意图；

图2是手指的安装示意图；

图3是线管架的安装示意图；

图中，1、手指；2、手掌；3、小臂；4、大臂；5、固定座；6、第一关节；7、第二关节；8、第三关节；9、第一钢丝；10、第一推杆；11、第二钢丝；12、第二推杆；13、第三钢丝；14、第三推杆；15、第一导向线管；16、第二导向线管；17、第三导向线管；18、接线板；19、线管架；20、固定销。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图2所示，本发明实施例优选实施例的一种机械手的优选实施例，其包括手指1、手掌2、小臂3、大臂4和固定座5，所述大臂4的一端固设在所述固定座5上，所述大臂4的另一端与所述小臂3的一端转动连接，所述小臂3的另一端与所述手掌2转动连接，所述手掌2上转动连接有多个所述手指1，所述大臂4的转动轴线与所述小臂3的转动轴线相交；所述手指1包括依次转动连接的第一关节6、第二关节7和第三关节8，所述第一关节6与所述手掌2转动连接，所述第一关节6连接有用于驱动所述第一关节6转动的第一驱动组件，所述第二关节7连接有用于驱动所述第二关节7转动的第二驱动组件，所述第三关节8连接有用于驱动所述第三关节8转动的第三驱动组件；

所述第一驱动组件包括第一钢丝9、第一推杆10和第一弹簧，所述第一推杆10固设在所述固定座5上，所述第一推杆10的输出端与所述第一钢丝9的一端连接，所述第一钢丝9的另一端与所述第一关节6连接，所述第一弹簧设置在所述手掌2和所述第一关节6之间；

所述第二驱动组件包括第二钢丝11、第二推杆12和第二弹簧，所述第二推杆12固设在所述固定座5上，所述第二推杆12的输出端与所述第二钢丝11的一端连接，所述第二钢丝11的另一端与所述第二关节7连接，所述第二弹簧设置在所述第一关节6和所述第二关节7之间；

所述第三驱动组件包括第三钢丝13、第三推杆14和第三弹簧，所述第三推杆14固设在所述固定座5上，所述第三推杆14的输出端与所述第三钢丝13的一端连接，所述第三钢丝13的另一端与所述第三关节8连接，所述第三弹簧设置在所述第二关节7和所述第三关节8之间。

本发明的工作过程为：需要松开物品时，第一推杆10的活塞杆回缩向后拉紧第一钢丝9，进而带动第一关节6向上转动，第一弹簧被压缩，第二推杆12的活塞杆回缩向后拉紧第二钢丝11，进而带动第二关节7向上转动，第二弹簧被压缩，第三推杆14的活塞杆回缩向后拉紧第三钢丝13，进而带动第三关节8向上转动，第三弹簧被压缩，此时手指1呈张开状态，实现松开物品；需要抓取物品时，第一推杆10的活塞杆伸出向前放松第一钢丝9，第一关节6在第一弹簧的回复力的作用下向下转动直至与物品相抵，第二推杆12的活塞杆伸出向前放松第二钢丝11，第二关节7在第二弹簧的回复力的作用下向下转动直至与物品相抵，第三推杆14的活塞杆伸出向前放松第三钢丝13，第三关节8在第三弹簧的回复力的作用下向下转动直至与物品相抵，此时手指1呈合拢状态，实现抓取物品。

示例性的，所述小臂3上设置有第一驱动组件，所述第一驱动组件的输出端与所述手掌2连接，并驱动所述手掌2上下转动，第一驱动组件为齿轮驱动组件或皮带驱动组件，本实施例中第一驱动组件为齿轮驱动组件，使机械手能从不同高度抓放物品。

示例性的，所述大臂4上设置有第二驱动组件，所述第二驱动组件的输出端与所述小臂3连接，并驱动所述小臂3绕自身轴线转动，第二驱动组件为齿轮驱动组件或皮带驱动组件，本实施例中第二驱动组件为齿轮驱动组件，使机械手能从不同角度抓放物品。

示例性的，所述第一钢丝9外套设有第一导向线管15，所述第一导向线管15的一端固定在所述固定座5上，所述第一导向线管15的另一端固定在所述手掌2上，能很好地保护第一钢丝9，延长第一钢丝9的使用寿命，同时，对第一钢丝9起导向作用，使第一钢丝9的更好地拉动第一关节6。

示例性的，所述第二钢丝11外套设有第二导向线管16，所述第二导向线管16的一端固定在所述固定座5上，所述第二导向线管16的另一端固定在所述第一关节6上，能很好地保护第二钢丝11，延长第二钢丝11的使用寿命，同时，对第二钢丝11起导向作用，使第二钢丝11的更好地拉动第二关节7。

示例性的，所述第三钢丝13外套设有第三导向线管17，所述第三导向线管17的一端固定在所述固定座5上，所述第三导向线管17的另一端固定在所述第二关节7上，能很好地保护第三钢丝13，延长第三钢丝13的使用寿命，同时，对第三钢丝13起导向作用，使第三钢丝13的更好地拉动第三关节8。

示例性的，所述第一导向线管15、所述第二导向线管16和所述第三导向线管17均通过接线板18与所述固定座连接，所述连接板上设有多个分别可供所述第一钢丝9、所述第二钢丝11和所述第三钢丝13穿过的通孔，钢丝移动时导向线管固定不动，能更好地保护钢丝。

示例性的，如图3所示，所述手掌上设有线管架19，用于收纳所述第一导向线管15、所述第二导向线管16和所述第三导向线管17，使导向线管整齐放置。

示例性的，所述第一钢丝9、所述第二钢丝11和所述第三钢丝13分别通过固定销20与所述第一关节6、所述第二关节7和所述第三关节8连接，增加钢丝与关节的连接强度，同时方便安装和更换钢丝。

综上，本发明实施例提供一种机械手，其通过推杆拉动钢丝来控制手指1每个关节的转动，使手指1能全关节活动，通过驱动组件控制手掌2和小臂3的转动，使机械手能多角度的抓放物品，机械手的灵活性高，且能根据使用需求选择弹性系数不同的弹簧，机械手的最大抓力大，能用于抓取重量较大的物品；此外，能根据使用需求设置手指1数量，在本实施例中，手指1设有五个，模仿人手抓放物品，能平稳地抓放物品，还能单独控制单个手指1或同时控制多个手指1实现动作，适用范围广。

在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种机械手，其特征在于，包括手指、手掌、小臂、大臂和固定座，所述大臂的一端固设在所述固定座上，所述大臂的另一端与所述小臂的一端转动连接，所述小臂的另一端与所述手掌转动连接，所述手掌上转动连接有多个所述手指，所述大臂的转动轴线与所述小臂的转动轴线相交；

2.如权利要求1所述的一种机械手，其特征在于，所述小臂上设置有第一驱动组件，所述第一驱动组件的输出端与所述手掌连接，并驱动所述手掌上下转动。

3.如权利要求1所述的一种机械手，其特征在于，所述大臂上设置有第二驱动组件，所述第二驱动组件的输出端与所述小臂连接，并驱动所述小臂绕自身轴线转动。

4.如权利要求1所述的一种机械手，其特征在于，所述第一钢丝外套设有第一导向线管，所述第一导向线管的一端固定在所述固定座上，所述第一导向线管的另一端固定在所述手掌上。

5.如权利要求4所述的一种机械手，其特征在于，所述第二钢丝外套设有第二导向线管，所述第二导向线管的一端固定在所述固定座上，所述第二导向线管的另一端固定在所述第一关节上。

6.如权利要求5所述的一种机械手，其特征在于，所述第三钢丝外套设有第三导向线管，所述第三导向线管的一端固定在所述固定座上，所述第三导向线管的另一端固定在所述第二关节上。

7.如权利要求6所述的一种机械手，其特征在于，所述第一导向线管、所述第二导向线管和所述第三导向线管均通过接线板与所述固定座连接，所述连接板上设有多个分别可供所述第一钢丝、所述第二钢丝和所述第三钢丝穿过的通孔。

8.如权利要求6所述的一种机械手，其特征在于，所述手掌上设有用于收纳所述第一导向线管、所述第二导向线管和所述第三导向线管的线管架。

9.如权利要求1所述的一种机械手，其特征在于，所述第一钢丝、所述第二钢丝和所述第三钢丝分别通过固定销与所述第一关节、所述第二关节和所述第三关节连接。