CN212653462U - 一种指节传动结构、仿生手及仿生机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种指节传动结构、仿生手及仿生机器人，该指节传动结构，包括：底座；旋转轴，一端与手指组件固定连接，另一端与所述底座转动连接；驱动齿轮，固定连接于所述旋转轴的外侧；驱动齿条，所述驱动齿条的长度方向与所述底座相平行，且所述驱动齿条与驱动齿轮相啮合；驱动组件，所述驱动组件的输出端与驱动齿条的一端相连接，用于推动所述驱动齿条沿着平行于底座的方向往复运动；使用时，通过驱动组件推动驱动齿条沿着平行于底座的方向，做靠近旋转轴的运动，带动手指组件向靠近底座的方向旋转，从而增加仿生手活动的自由度，扩大了仿生手适用范围。

Description

一种指节传动结构、仿生手及仿生机器人

技术领域

本实用新型涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种指节传动结构、仿生手及仿生机器人。

背景技术

随着国力的增强和世界竞争力的不断增大，智能机器人的发展也越来越受到国家的重视，特别是机械手领域的发展更为突出，机械手不仅应用于传统制造业如采矿，冶金，石油，化学，船舶等领域，同时也已开始扩大到核能，航空，航天，医药，生化等高科技领域以及家庭清洁，医疗康复等服务业领域中。

现有技术中的仿生手往往只能进行屈伸，无法像人体的手指一样向靠近或远离手掌的方向活动，尤其是大拇指，从而降低了仿生手活动的自由度，缩小了仿生手适用范围。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种指节传动结构、仿生手及仿生机器人，以解决现有仿生手中的手指无法向靠近或远离手掌的方向活动的问题。

(一)技术方案

为实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种指节传动结构，包括：

底座；

旋转轴，一端与手指组件固定连接，另一端与所述底座转动连接；

驱动齿轮，固定连接于所述旋转轴的外侧；

驱动齿条，所述驱动齿条的长度方向与所述底座相平行，且所述驱动齿条与驱动齿轮相啮合；

驱动组件，所述驱动组件的输出端与驱动齿条的一端相连接，用于推动所述驱动齿条沿着平行于底座的方向往复运动。

可选的，所述底座上还开设有安装槽，所述旋转轴通过轴承转动安装于所述安装槽内。

可选的，所述旋转轴与安装槽开口处相接触的位置设有第一限位件。

可选的，所述旋转轴上还开设有用于安装第一限位件的卡合槽。

可选的，所述第一限位件设置为C形卡簧。

可选的，所述旋转轴安装于所述安装槽的部分还设有第二限位件。

可选的，所述第二限位件设置为与旋转轴螺纹连接的螺母。

可选的，所述驱动组件设置为电动推杆。

为实现上述目的，本实用新型第二方面提供了一种仿生手，包括：如前述任一项中所述的指节传动结构。

为实现上述目的，本实用新型第三方面提供了一种仿生机器人，包括：如前述所述的仿生手。

(二)有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种指节传动结构，包括：底座；旋转轴，一端与手指组件固定连接，另一端与所述底座转动连接；驱动齿轮，固定连接于所述旋转轴的外侧；驱动齿条，所述驱动齿条的长度方向与所述底座相平行，且所述驱动齿条与驱动齿轮相啮合；驱动组件，所述驱动组件的输出端与驱动齿条的一端相连接，用于推动所述驱动齿条沿着平行于底座的方向往复运动。

使用时，通过驱动组件推动驱动齿条沿着平行于底座的方向，做靠近旋转轴的运动，由于驱动齿条与驱动齿轮相啮合，从而推动驱动齿轮进行顺时针转动，同时由于旋转轴与驱动齿轮为固定连接，所以，旋转轴将同步进行顺时针转动，从而带动手指组件向靠近底座的方向旋转，也就是说，手指组件向靠近手掌的方向转动，从而增加仿生手活动的自由度，扩大了仿生手适用范围，同时，通过采用齿轮与齿条的配合可以大大提高传动效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是图2中A位置的局部放大图；

图4是本实用新型中驱动齿轮与驱动齿条配合的结构示意图；

图5是本实用新型中仿生手的结构示意图。

图中：1、底座；2、旋转轴；3、手指组件；4、驱动齿轮；5、驱动齿条；6、驱动组件；7、安装槽；8、轴承；9、第一限位件；10、第二限位件；11、卡合槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1-图4所示，本申请第一方面公开了一种指节传动结构，包括：

底座1；

旋转轴2，一端与手指组件3固定连接，另一端与底座1转动连接；如图2所示，优选的，手指组件设置为大拇指组件。

具体的，如图2所示，底座1上还开设有安装槽7，旋转轴2通过轴承8转动安装于安装槽7内。

驱动齿轮4，固定连接于旋转轴2的外侧；

驱动齿条5，驱动齿条5的长度方向与底座1相平行，且驱动齿条5与驱动齿轮4相啮合；

其中驱动齿条5的长度可以根据手指组件3旋转的范围进行预先设计。

驱动组件6，驱动组件6的输出端与驱动齿条5的一端相连接，用于推动驱动齿条5沿着平行于底座1的方向往复运动。

使用时，通过驱动组件6推动驱动齿条5沿着平行于底座1的方向，做靠近旋转轴2的运动，由于驱动齿条5与驱动齿轮4相啮合，从而推动驱动齿轮4进行顺时针转动，同时由于旋转轴2与驱动齿轮4为固定连接，所以，旋转轴2将同步进行顺时针转动，从而带动手指组件3向靠近底座1的方向旋转，也就是说，手指组件3向靠近手掌的方向转动，从而增加仿生手活动的自由度，扩大了仿生手适用范围，同时，通过采用齿轮与齿条的配合可以大大提高传动效率；

同理的，若需要手指组件3向远离手掌的方向转动时，通过驱动组件6拉动驱动齿条5沿着平行于底座1的方向，做远离旋转轴2的运动，由于驱动齿条5与驱动齿轮4相啮合，从而推动驱动齿轮4进行逆时针转动，同时由于旋转轴2与驱动齿轮4为固定连接，所以，旋转轴2将同步进行逆时针转动，从而带动手指组件3向远离底座1的方向旋转。

根据本实用新型的一个实施例，如图1和图2所示，驱动组件6设置为电动推杆，电动推杆的活塞端与驱动齿条5固定连接，本方案未对驱动组件6进行限定，可以是直线气缸等，只要可以推动驱动齿条5沿着平行于底座1的方向往复运动的组件均适用于本方案，均属于本方案的保护范围。

若需要手指组件3向靠近手掌的方向转动时，首先驱动电动推杆，促使设置于其内的活塞杆伸出，从而推动驱动齿条5沿着平行于底座1的方向，做靠近旋转轴2的运动，由于驱动齿条5与驱动齿轮4相啮合，从而推动驱动齿轮4进行顺时针转动，同时由于旋转轴2与驱动齿轮4为固定连接，所以，旋转轴2将同步进行顺时针转动，从而带动手指组件3向靠近底座1的方向旋转，也就是说，手指组件3向靠近手掌的方向转动，从而增加仿生手活动的自由度，扩大了仿生手适用范围，同时，通过采用齿轮与齿条的配合可以大大提高传动效率；

同理的，若需要手指组件3向远离手掌的方向转动时，首先驱动电动推杆，促使活塞杆缩回，从而拉动驱动齿条5沿着平行于底座1的方向，做远离旋转轴2的运动，由于驱动齿条5与驱动齿轮4相啮合，从而推动驱动齿轮4进行逆时针转动，同时由于旋转轴2与驱动齿轮4为固定连接，所以，旋转轴2将同步进行逆时针转动，从而带动手指组件3向远离底座1的方向旋转。

根据本实用新型的一个实施例，如图2和图3所示，旋转轴2与安装槽7开口处相接触的位置设有第一限位件9，优选的，第一限位件9的尺寸大于安装槽7的尺寸，使用时，当旋转轴2在底座1的安装槽7内转动时，在第一限位件9的作用下，有效避免旋转轴2从安装槽7内脱离的情况，从而保证旋转轴2的工作效率；其中，第一限位件9可以设置为与旋转轴2螺纹连接的螺母，螺母的尺寸大于安装槽7的尺寸。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，第一限位件9设置为C形卡簧。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，旋转轴2上还开设有用于安装第一限位件9的卡合槽11，使用时，将第一限位件9安装于卡合槽11内，从而实现对第一限位件9的一个限位作用，避免随着旋转轴2的转动，第一限位件9会出现松动的情况，优选的，卡合槽11设置为设置于旋转轴2周向的环槽，C形卡簧安装于环槽内。

根据本实用新型的一个实施例，为了更进一步避免旋转轴2从安装槽7内脱离，如图2所示，旋转轴2安装于安装槽7的部分还设有第二限位件10；优选的，第二限位件10设置为与旋转轴2螺纹连接的螺母，或者还可以设置为凸起等。

本方案未对第一限位件9和第二限位件10的结构做具体的限定，只要可以实现限位作用的结构均适用于本方案，均属于本方案的保护范围。

如图5所示，本申请第二方面公开了一种仿生手，包括：如前述任一项中的指节传动结构。

本申请第三方面公开了一种仿生机器人，包括：如前述中的仿生手。

具体工作过程如下：

若需要手指组件3向靠近手掌的方向转动时，首先驱动电动推杆，促使设置于其内的活塞杆伸出，从而推动驱动齿条5沿着平行于底座1的方向，做靠近旋转轴2的运动，由于驱动齿条5与驱动齿轮4相啮合，从而推动驱动齿轮4进行顺时针转动，同时由于旋转轴2与驱动齿轮4为固定连接，所以，旋转轴2将同步进行顺时针转动，从而带动手指组件3向靠近底座1的方向旋转，也就是说，手指组件3向靠近手掌的方向转动，从而增加仿生手活动的自由度，扩大了仿生手适用范围，同时，通过采用齿轮与齿条的配合可以大大提高传动效率；

同理的，若需要手指组件3向远离手掌的方向转动时，首先驱动电动推杆，促使活塞杆缩回，从而拉动驱动齿条5沿着平行于底座1的方向，做远离旋转轴2的运动，由于驱动齿条5与驱动齿轮4相啮合，从而推动驱动齿轮4进行逆时针转动，同时由于旋转轴2与驱动齿轮4为固定连接，所以，旋转轴2将同步进行逆时针转动，从而带动手指组件3向远离底座1的方向旋转。

旋转轴2的一端在设置于底座1的安装槽7内进行转动时，在第一限位件9和第二限位件10的作用下，从而避免出现旋转轴2插入安装槽7内的部分，从安装槽7内脱离出来的情况。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示重要性；词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何方向。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“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；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，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实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种指节传动结构，其特征在于，包括：

底座(1)；

旋转轴(2)，一端与手指组件(3)固定连接，另一端与所述底座(1)转动连接；

驱动齿轮(4)，固定连接于所述旋转轴(2)的外侧；

驱动齿条(5)，所述驱动齿条(5)的长度方向与所述底座(1)相平行，且所述驱动齿条(5)与驱动齿轮(4)相啮合；

驱动组件(6)，所述驱动组件(6)的输出端与驱动齿条(5)的一端相连接，用于推动所述驱动齿条(5)沿着平行于底座(1)的方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的指节传动结构，其特征在于，所述底座(1)上还开设有安装槽(7)，所述旋转轴(2)通过轴承(8)转动安装于所述安装槽(7)内。

3.根据权利要求2所述的指节传动结构，其特征在于，所述旋转轴(2)与安装槽(7)开口处相接触的位置设有第一限位件(9)。

4.根据权利要求3所述的指节传动结构，其特征在于，所述旋转轴(2)上还开设有用于安装第一限位件(9)的卡合槽(11)。

5.根据权利要求3所述的指节传动结构，其特征在于，所述第一限位件(9)设置为C形卡簧。

6.根据权利要求2所述的指节传动结构，其特征在于，所述旋转轴(2)安装于所述安装槽(7)的部分还设有第二限位件(10)。

7.根据权利要求6所述的指节传动结构，其特征在于，所述第二限位件(10)设置为与旋转轴(2)螺纹连接的螺母。

8.根据权利要求1所述的指节传动结构，其特征在于，所述驱动组件(6)设置为电动推杆。

9.一种仿生手，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的指节传动结构。

10.一种仿生机器人，其特征在于，包括：如权利要求9所述的仿生手。

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