CN218082747U - 一种水下绳驱仿人手指的机械爪手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水下绳驱仿人手指的机械爪手，包括两个手指及安装底座；两个手指相对安装在安装底座上，手指包括第一指节、第二指节、第三指节、第四指节、外绳及内绳，第一指节一端固定安装在安装底座上，第一指节、第二指节、第三指节及第四指节依次铰接；外绳和内绳设置在手指的外侧和内侧，外绳和内绳的末端分别与第四指节连接。本实用新型结构简单、紧凑，成本低；本实用新型直接通过外绳和内绳操作手指，操作灵活，且能够精确的控制手指的位姿，且传动链短，能耗低。

Description

一种水下绳驱仿人手指的机械爪手

技术领域

本实用新型涉及机械爪手技术领域，尤其涉及一种水下绳驱仿人手指的机械爪手。

背景技术

水下机器人已经成为开发海洋资源和认识海洋的重要工具，然而水下工作环境复杂多样，开发抓取海洋资源受到严重的阻碍，大大降低了海洋资源的开发效率。因此，为了满足多种水下作业工况的要求，水下机械爪手将是解决开发抓取海洋资源所遇到的阻碍必然需要。

目前，水下机械爪手采用的大多是刚性水下机械手，刚性水下机械手的设计通常采用刚性关节与连杆机构，具有5-7个自由度，能使末端执行器完成工作空间内的目标位姿动作，机械臂关节处使用电机及齿轮减速箱等传动零件传递动力，这种驱动装置与机械臂装配在一起的结构存在结构不紧凑的驱动，而且电机作为关节的驱动单元安装在关节上增加了机械臂的自重，传动效率低，转动惯量大，实现精确位置控制困难，且自由度数有限，灵活性不高，没法满足水下机械手在空间复杂、狭窄等工况下的作业要求。

水下刚性机械手的每个关节都需要电机及齿轮减速装置驱动，需要增加机械臂的防水模块，这使机械手结构繁琐、能耗高、转动惯量大，严重影响水下机械手的位姿控制精度及反应时间。且水下刚性机械手具有成本高、占用水下机器人空间大、自主能力差、程序操作固定、维修成本高及人机互换性差等缺点。

实用新型内容

为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种结构简单、紧凑,成本低，操作灵活，能耗小的，且能精确控制手指位姿的水下绳驱仿人手指的机械爪手。

本实用新型采用的技术方案是：一种水下绳驱仿人手指的机械爪手，包括两个手指及安装底座；所述的两个手指相对安装在安装底座上，所述的手指包括第一指节、第二指节、第三指节、第四指节、外绳及内绳，所述的第一指节一端固定安装在安装底座上，第一指节、第二指节、第三指节及第四指节依次铰接；所述的外绳和内绳设置在手指的外侧和内侧，外绳和内绳的末端分别与第四指节连接。

上述的水下绳驱仿人手指的机械爪手中，第一指节和第二指节的铰接轴上设有扭簧I，扭簧I的两端分别与第一指节和第二指节连接；第二指节和第三指节的铰接轴上设有扭簧Ⅱ，扭簧Ⅱ的两端分别与第二指节和第三指节连接；第三指节和第四指节的铰接轴上设有扭簧Ⅲ，扭簧Ⅲ的两端分别与第三指节和第四指节连接。

上述的水下绳驱仿人手指的机械爪手中，所述的第一指节、第二指节、第三指节及第四指节外侧壁上分别设有一凸台，凸台上设有过绳孔Ⅰ，外绳末端依次穿过第一指节、第二指节、第三指节的过绳孔Ⅰ，与第四指节的过绳孔Ⅰ连接；第一指节、第二指节、第三指节及第四指节上设有过绳孔Ⅱ，内绳末端依次穿过第一指节、第二指节、第三指节的过绳孔Ⅱ，与第四指节的过绳孔Ⅱ连接。

上述的水下绳驱仿人手指的机械爪手中，所述的安装底座上对应于两手指的过绳孔Ⅰ、过绳孔Ⅱ分别设有过绳孔Ⅲ、过绳孔Ⅳ；过绳孔Ⅲ与相对应的过绳孔Ⅰ同轴，过绳孔Ⅳ与相对应的过绳孔Ⅱ同轴；所述的外绳穿过安装底座上相对应的过绳孔Ⅲ，内绳穿过安装底座上相对应的过绳孔Ⅳ。

上述的水下绳驱仿人手指的机械爪手中，所述的安装底座上背向手指的端面上设有两个支撑架，支撑架包括两个U形的支架，两个U形支架的底板平行设置，两个U形支架的凹槽相背设置；U形支架的一个侧板与安装底座固定连接，U形支架的另一侧板上设有螺钉孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单、紧凑，成本低；而且本实用新型通过控制内绳拉紧、外绳松开使两个所述手指同时弯曲，所述手指握紧，从而抓取到小于两手指之间间距的物品；通过控制内绳松开，外绳拉紧使得手指张开，使物品位于两所述手指之间，然后控制内绳拉紧、外绳松开使得手指弯曲，从而抓取到大于两手指之间间距的物品，操作灵活；本实用新型直接通过外绳和内绳操作手指，能够精确的控制手指的位姿，且传动链短，能耗低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的第一指节与第二指节连接结构图。

图3是为根据本实用新型的第一指节的结构图。

图4是为根据本实用新型的第二指节的结构图。

图5是为根据本实用新型的第三指节的结构图。

图6是为根据本实用新型的第四指节的结构图。

图中：1-第一指节 2-第二指节 3-第三指节 4-第四指节 9-扭簧I 10-铰接轴 11-支撑架 12-螺钉 13-外绳 14-内绳 17-安装底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1-6所示，本实用新型包括两个手指及安装底座17，两个手指相对安装在安装底座17上。所述的安装底座17上背向手指的端面上设有两个支撑架11，支撑架11包括两个U形的支架，两个U形支架的底板平行设置，两个U形支架的凹槽相背设置。U形支架的一个侧板与安装底座固定连接，U形支架的另一侧板上设有螺钉孔。

所述的手指包括第一指节1、第二指节2、第三指节3、第四指节4、外绳13及内绳14，所述的第一指节1的一端固定安装在安装底座上，第一指节1、第二指节2、第三指节3及第四指节4依次铰接。第一指节1和第二指节2的铰接轴10上设有扭簧I 9，扭簧I 9的两端分别与第一指节1和第二指节2连接。第二指节2和第三指节3的铰接轴上设有扭簧Ⅱ，扭簧Ⅱ的两端分别与第二指节2和第三指节3连接。第三指节3和第四指节4的铰接轴上设有扭簧Ⅲ，扭簧Ⅲ的两端分别与第三指节3和第四指节4连接。

所述的第一指节1、第二指节2、第三指节3及第四指节4外侧壁上分别设有一凸台，凸台上设有过绳孔Ⅰ，外绳13末端依次穿过第一指节1、第二指节2、第三指节3上的过绳孔Ⅰ，与第四指节4的过绳孔Ⅰ连接。第一指节1、第二指节2、第三指节3及第四指节4上设有过绳孔Ⅱ，内绳14末端依次穿过第一指节1、第二指节2、第三指节3的过绳孔Ⅱ，与第四指节4的过绳孔Ⅱ连接。

所述的安装底座17上对应于两手指的过绳孔Ⅰ、过绳孔Ⅱ分别设有过绳孔Ⅲ、过绳孔Ⅳ；所述的外绳13穿过安装底座17上相对应的过绳孔Ⅲ，内绳14穿过安装底座17上相对应的过绳孔Ⅳ。

本实用新型使用时，两手指的内绳14连接电机I，两手指的外绳13连接电机Ⅱ，实现内绳和外绳的拉紧或放松。

当物品的最小宽度小于两个手指之间的距离时，电机I正向转动，所述内绳14拉紧，电机Ⅱ逆转转动，外绳13放松，使两个手指同时弯曲，所述手指握紧，从而抓取到物品。

当抓取物品最小宽度大于两手指之间的距离时，电机Ⅱ正向转动，外绳13拉紧，电机I逆向转动，内绳14放松，两手指张开，使物品位于两所述手指之间，电机I正向转动，内绳15拉紧，电机Ⅱ逆转转动，外绳13放松，使两个所述手指同时弯曲，两手指握紧，从而抓取到物品。

为了使机械爪手的快速复位，本实施例还包括扭簧I9、扭簧Ⅱ和扭簧Ⅲ。当抓取物品最小宽带大于两手指之间的距离时，两个手指张开，扭簧I9、扭簧Ⅱ和扭簧Ⅲ被拉伸。当物品的最小宽度小于两个手指之间的距离时，物品被夹持住，扭簧I9、扭簧Ⅱ和扭簧Ⅲ被压缩。当两个手指恢复原始状态时或者物品被释放时，扭簧I9、扭簧Ⅱ和扭簧Ⅲ复位。

Claims (5)

1.一种水下绳驱仿人手指的机械爪手，包括两个手指及安装底座；其特征是：所述的两个手指相对安装在安装底座上，所述的手指包括第一指节、第二指节、第三指节、第四指节、外绳及内绳，所述的第一指节一端固定安装在安装底座上，第一指节、第二指节、第三指节及第四指节依次铰接；所述的外绳和内绳设置在手指的外侧和内侧，外绳和内绳的末端分别与第四指节连接。

2.根据权利要求1所述的水下绳驱仿人手指的机械爪手，其特征是：第一指节和第二指节的铰接轴上设有扭簧I，扭簧I的两端分别与第一指节和第二指节连接；第二指节和第三指节的铰接轴上设有扭簧Ⅱ，扭簧Ⅱ的两端分别与第二指节和第三指节连接；第三指节和第四指节的铰接轴上设有扭簧Ⅲ，扭簧Ⅲ的两端分别与第三指节和第四指节连接。

3.根据权利要求1或2所述的水下绳驱仿人手指的机械爪手，其特征是：所述的第一指节、第二指节、第三指节及第四指节外侧壁上分别设有一凸台，凸台上设有过绳孔Ⅰ，外绳末端依次穿过第一指节、第二指节、第三指节的过绳孔Ⅰ，与第四指节的过绳孔Ⅰ连接；第一指节、第二指节、第三指节及第四指节上设有过绳孔Ⅱ，内绳末端依次穿过第一指节、第二指节、第三指节的过绳孔Ⅱ，与第四指节的过绳孔Ⅱ连接。

4.根据权利要求3所述的水下绳驱仿人手指的机械爪手，其特征是：所述的安装底座上对应于两手指的过绳孔Ⅰ、过绳孔Ⅱ分别设有过绳孔Ⅲ、过绳孔Ⅳ；过绳孔Ⅲ与相对应的过绳孔Ⅰ同轴，过绳孔Ⅳ与相对应的过绳孔Ⅱ同轴；所述的外绳穿过安装底座上相对应的过绳孔Ⅲ，内绳穿过安装底座上相对应的过绳孔Ⅳ。

5.根据权利要求1所述的水下绳驱仿人手指的机械爪手，其特征是：所述的安装底座上背向手指的端面上设有两个支撑架，支撑架包括两个U形的支架，两个U形支架的底板平行设置，两个U形支架的凹槽相背设置；U形支架的一个侧板与安装底座固定连接，U形支架的另一侧板上设有螺钉孔。

Images