CN220030261U - 一种可水平摆动的仿生机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械手技术领域，尤其涉及一种可水平摆动的仿生机械手，包括底座、仿生机械手掌、设置于仿生机械手掌上的仿生机械手指、设置于底座上的多向驱动机构、设置于仿生机械手掌上的手指驱动机构，手指驱动机构驱动连接仿生机械手指，多向驱动机构驱动连接仿生机械手掌；本实用新型通过多向驱动机构连接仿生机械手掌，实现了手掌的多向转动，通过设置手指驱动机构，保证了仿生机械手指的灵活性，能够实现仿生机械手指的弯曲和转动，抓取灵活，能代替人手实现各种高精度的作业，不仅能实现手掌的转动与水平、竖直方向的摆动，而且保证了机械手指的灵活性，适用性强。

Description

一种可水平摆动的仿生机械手

技术领域：

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种可水平摆动的仿生机械手。

背景技术：

自20世纪80年代以来，随着机器人技术及相关学科的飞速发展，仿生机械手的应用领域不断扩大，由专为残障人士设计的义肢逐步发展成为具有精准抓取、多传感器数据融合、自适应误差调节等功能的机器人仿生灵巧手，可帮助代替人手实现生产生活的机械化和自动化，其极大程度的减少了危险事故的发生，提高了人们的生活质量。

目前市场上的机械手大多以预编程控制为主，虽然准确性有所提高，但现有的仿人机械手的结构，大多数是通过线或者铁丝拉动关节，因此只能做出手指的弯曲或者伸直两个动作，不能精确控制手指各个关节的弯曲程度，而且手掌无法实现水平摆动，导致机械手的灵活性显著降低，并且缺乏跟随能力，亟待一种灵活性强，可以水平摆动的仿生机械手。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种可水平摆动的仿生机械手，能精确控制手指各个关节的弯曲程度，实现手掌水平摆动，灵活性强，能够适用于各种应用场合。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种可水平摆动的仿生机械手，包括底座、仿生机械手掌、设置于仿生机械手掌上的仿生机械手指、设置于底座上的多向驱动机构、设置于仿生机械手掌上的手指驱动机构，所述手指驱动机构驱动连接所述仿生机械手指，所述多向驱动机构驱动连接仿生机械手掌，所述多向驱动机构包括设置于底座上的水平转动驱动组件、转动连接于水平转动驱动组件上的水平摆动驱动组件、转动连接于水平摆动驱动组件上的竖直摆动驱动组件。

对上述方案的进一步改进为，所述水平转动驱动组件包括设置于底座上的水平转动驱动电机、转动连接于底座上的水平转动座，所述水平转动驱动电机动力输出端驱动连接水平转动座；所述水平摆动驱动组件包括设置于水平转动座上的水平摆动驱动电机、转动连接于水平转动座上的摆臂，所述水平摆动驱动电机动力输出端驱动连接摆臂；所述竖直摆动驱动组件包括设置于摆臂一侧的固定安装座、设置于固定安装座上的竖直摆动驱动电机、转动连接于摆臂上的转动轴，所述竖直摆动驱动电机动力输出端驱动连接转动轴，所述仿生机械手掌以可拆卸的方式连接于所述转动轴上。

对上述方案的进一步改进为，所述摆臂通过螺钉安装于所述转动轴上。

对上述方案的进一步改进为，所述水平转动驱动电机、水平摆动驱动电机、竖直摆动驱动电机均为伺服电机。

对上述方案的进一步改进为，所述仿生机械手指由仿生大拇指、仿生食指、仿生中指、仿生无名指、仿生小指组成并分别铰接在仿生机械手掌的前端，所述手指驱动机构设置有五个并分别与仿生大拇指、仿生食指、仿生中指、仿生无名指、仿生小指驱动连接。

对上述方案的进一步改进为，所述手指驱动机构包括第一驱动动力模块、第二驱动动力模块、第一支架、第二支架、连杆机构，所述第一驱动动力模块通过第一支架铰接于仿生机械手掌的掌背上，所述第二驱动动力模块的一端通过第一支架铰接于仿生机械手掌的掌背上，另一端连接于仿生机械手指上，所述连杆机构设置于仿生机械手指上。

对上述方案的进一步改进为，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆，所述仿生食指、仿生中指、仿生无名指、仿生小指均包括第一指节、第二指节、第三指节，所述第一指节的一端铰接于第一驱动动力模块动力输出端，一端与第一连杆的一端铰接，所述第二指节的一端转动连接于第二驱动动力模块动力输出端，另一端与第一指节铰接，所述第一连杆的一端铰接于第一指节的下端，另一端铰接于第二指节的中部，所述第二连杆的一端铰接于第一连杆的中部，另一端铰接于第三指节的顶部，所述第二驱动动力模块设置于所述第一指节上。

对上述方案的进一步改进为，所述仿生大拇指包括大拇指第一指节、大拇指第二指节、转动杆，所述大拇指第一指节的一端铰接于转动杆上，另一端于大拇指第二指节铰接，所述转动杆的一端转动设置于仿生机械手掌上，另一端于第一驱动动力模块动力输出端连接，所述第二驱动动力模块设置于大拇指第一指节上，所述第三连杆的一端与大拇指第一指节的一端铰接，另一端与大拇指第二指节的顶部铰接。

对上述方案的进一步改进为，所述仿生大拇指、仿生食指、仿生中指、仿生无名指、仿生小指上分别设置有仿真手指头。

对上述方案的进一步改进为，所述仿生机械手掌上设置有防滑纹理。

本实用新型有益效果在于：一种可水平摆动的仿生机械手，包括底座、仿生机械手掌、设置于仿生机械手掌上的仿生机械手指、设置于底座上的多向驱动机构、设置于仿生机械手掌上的手指驱动机构，所述手指驱动机构驱动连接所述仿生机械手指，所述多向驱动机构驱动连接仿生机械手掌，所述多向驱动机构包括设置于底座上的水平转动驱动组件、转动连接于水平转动驱动组件上的水平摆动驱动组件、转动连接于水平摆动驱动组件上的竖直摆动驱动组件；

本实用新型通过多向驱动机构连接仿生机械手掌，实现了手掌的多向转动，通过设置手指驱动机构，保证了仿生机械手指的灵活性，能够实现仿生机械手指的弯曲和转动，抓取灵活，能代替人手实现各种高精度的作业，不仅能实现手掌的转动与水平、竖直方向的摆动，而且保证了机械手指的灵活性，适用性强。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型多向驱动机构的结构示意图。

图3为本实用新型仿生大拇指的结构示意图。

图4为本实用新型仿生中指的结构示意图。

附图标记说明：底座1，仿生机械手掌2，仿生机械手指3，仿生大拇指31，大拇指第一指节311，大拇指第二指节312，转动杆313，仿生食指32，仿生中指33，仿生无名指34，仿生小指35，第一指节36，第二指节37，第三指节38，多向驱动机构4，水平转动驱动组件41，水平转动驱动电机411，水平转动座412，水平摆动驱动组件42，水平摆动驱动电机421，摆臂422，竖直摆动驱动组件43，固定安装座431，竖直摆动驱动电机432，转动轴433，手指驱动机构5，第一驱动动力模块51，第二驱动动力模块52，第一支架53，第二支架54，连杆机构55，第一连杆551，第二连杆552，第三连杆553，仿真手指头6，防滑纹理7。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，如图1-4所示，本实用新型为一种可水平摆动的仿生机械手，包括底座1、仿生机械手掌2、设置于仿生机械手掌2上的仿生机械手指3、设置于底座1上的多向驱动机构4、设置于仿生机械手掌2上的手指驱动机构5，手指驱动机构5驱动连接仿生机械手指3，多向驱动机构4驱动连接仿生机械手掌2，多向驱动机构4包括设置于底座1上的水平转动驱动组件41、转动连接于水平转动驱动组件41上的水平摆动驱动组件42、转动连接于水平摆动驱动组件42上的竖直摆动驱动组件43，通过多向驱动机构5连接仿生机械手掌2，实现了手掌的多向转动，通过设置手指驱动机构5，保证了仿生机械手指3的灵活性，不仅能实现手掌的转动与水平、竖直方向的摆动，而且保证了机械手的灵活性，适用性强。

本实用新型水平转动驱动组件41包括设置于底座1上的水平转动驱动电机411、转动连接于底座1上的水平转动座412，水平转动驱动电机411动力输出端驱动连接水平转动座412；水平摆动驱动组件42包括设置于水平转动座412上的水平摆动驱动电机421、转动连接于水平转动座412上的摆臂422，水平摆动驱动电机421动力输出端驱动连接摆臂422；竖直摆动驱动组件43包括设置于摆臂422一侧的固定安装座431、设置于固定安装座431上的竖直摆动驱动电机432、转动连接于摆臂422上的转动轴433，竖直摆动驱动电机432动力输出端驱动连接转动轴433，仿生机械手掌2以可拆卸的方式连接于转动轴433上，水平转动驱动组件41使得机械手掌可以沿水平方向转动，水平摆动驱动电机421驱动机械手掌沿水平方向摆动，竖直摆动驱动组件431驱动机械手掌沿竖直方向摆动，实现了仿生机械手掌2的任意方向摆动与转动，灵活性高。

本实用新型摆臂422通过螺钉安装于转动轴433上，安装方便，便于维护。

本实用新型水平转动驱动电机411、水平摆动驱动电机421、竖直摆动驱动电机432均为伺服电机，驱动稳定，且精度教高。

本实用新型仿生机械手指3由仿生大拇指31、仿生食指32、仿生中指33、仿生无名指34、仿生小指35组成并分别铰接在仿生机械手掌2的前端，手指驱动机构5设置有五个并分别与仿生大拇指31、仿生食指32、仿生中指33、仿生无名指34、仿生小指35驱动连接。手指驱动机构5包括第一驱动动力模块51、第二驱动动力模块52、第一支架53、第二支架54、连杆机构55，第一驱动动力模块51通过第一支架53铰接于仿生机械手掌2的掌背上，第二驱动动力模块52的一端通过第一支架53铰接于仿生机械手掌2的掌背上，另一端连接于仿生机械手指3上，连杆机构55设置于仿生机械手指3上。连杆机构55包括第一连杆551、第二连杆552、第三连杆553，仿生食指32、仿生中指33、仿生无名指34、仿生小指35均包括第一指节36、第二指节37、第三指节38，第一指节36的一端铰接于第一驱动动力模块51动力输出端，一端于第一连杆551的一端铰接，第二指节37的一端转动连接于第二驱动动力模块52动力输出端，另一端与第一指节36铰接，第一连杆551的一端铰接于第一指节36的下端，另一端铰接于第二指节37的中部，第二连杆552的一端铰接于第一连杆551的中部，另一端铰接于第三指节38的顶部，第二驱动动力模块52设置于第一指节36上。仿生大拇指31包括大拇指第一指节311、大拇指第二指节312、转动杆313，大拇指第一指节311的一端铰接于转动杆313上，另一端于大拇指第二指节312铰接，转动杆313的一端转动设置于仿生机械手掌2上，另一端于第一驱动动力模块51动力输出端连接，第二驱动动力模块52设置于大拇指第一指节311上，第三连杆553的一端与大拇指第一指节311的一端铰接，另一端与大拇指第二指节312的顶部铰接；通过手机驱动机构5分别连接各个仿生机械手指3，能够实现仿生机械手指3的弯曲和转动，抓取灵活，能代替人手实现各种高精度的作业。

本实用新型仿生大拇指31、仿生食指32、仿生中指33、仿生无名指34、仿生小指35上分别设置有仿真手指头6，能够提升手指抓取的稳定性。

本实用新型仿生机械手掌2上设置有防滑纹理7，防止抓取时物体滑落，提升产品使用的稳定性，能有效适用于机械手的各种应用场合。

当然，以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：包括底座(1)、仿生机械手掌(2)、设置于仿生机械手掌(2)上的仿生机械手指(3)、设置于底座(1)上的多向驱动机构(4)、设置于仿生机械手掌(2)上的手指驱动机构(5)，所述手指驱动机构(5)驱动连接所述仿生机械手指(3)，所述多向驱动机构(4)驱动连接仿生机械手掌(2)，所述多向驱动机构(4)包括设置于底座(1)上的水平转动驱动组件(41)、转动连接于水平转动驱动组件(41)上的水平摆动驱动组件(42)、转动连接于水平摆动驱动组件(42)上的竖直摆动驱动组件(43)。

2.根据权利要求1所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述水平转动驱动组件(41)包括设置于底座(1)上的水平转动驱动电机(411)、转动连接于底座(1)上的水平转动座(412)，所述水平转动驱动电机(411)动力输出端驱动连接水平转动座(412)；所述水平摆动驱动组件(42)包括设置于水平转动座(412)上的水平摆动驱动电机(421)、转动连接于水平转动座(412)上的摆臂(422)，所述水平摆动驱动电机(421)动力输出端驱动连接摆臂(422)；所述竖直摆动驱动组件(43)包括设置于摆臂(422)一侧的固定安装座(431)、设置于固定安装座(431)上的竖直摆动驱动电机(432)、转动连接于摆臂(422)上的转动轴(433)，所述竖直摆动驱动电机(432)动力输出端驱动连接转动轴(433)，所述仿生机械手掌(2)以可拆卸的方式连接于所述转动轴(433)上。

3.根据权利要求2所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述摆臂(422)通过螺钉安装于所述转动轴(433)上。

4.根据权利要求2所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述水平转动驱动电机(411)、水平摆动驱动电机(421)、竖直摆动驱动电机(432)均为伺服电机。

5.根据权利要求1所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述仿生机械手指(3)由仿生大拇指(31)、仿生食指(32)、仿生中指(33)、仿生无名指(34)、仿生小指(35)组成并分别铰接在仿生机械手掌(2)的前端，所述手指驱动机构(5)设置有五个并分别与仿生大拇指(31)、仿生食指(32)、仿生中指(33)、仿生无名指(34)、仿生小指(35)驱动连接。

6.根据权利要求5所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述手指驱动机构(5)包括第一驱动动力模块(51)、第二驱动动力模块(52)、第一支架(53)、第二支架(54)、连杆机构(55)，所述第一驱动动力模块(51)通过第一支架(53)铰接于仿生机械手掌(2)的掌背上，所述第二驱动动力模块(52)的一端通过第一支架(53)铰接于仿生机械手掌(2)的掌背上，另一端连接于仿生机械手指(3)上，所述连杆机构(55)设置于仿生机械手指(3)上。

7.根据权利要求6所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述连杆机构(55)包括第一连杆(551)、第二连杆(552)、第三连杆(553)，所述仿生食指(32)、仿生中指(33)、仿生无名指(34)、仿生小指(35)均包括第一指节(36)、第二指节(37)、第三指节(38)，所述第一指节(36)的一端铰接于第一驱动动力模块(51)动力输出端，一端与第一连杆(551)的一端铰接，所述第二指节(37)的一端转动连接于第二驱动动力模块(52)动力输出端，另一端与第一指节(36)铰接，所述第一连杆(551)的一端铰接于第一指节(36)的下端，另一端铰接于第二指节(37)的中部，所述第二连杆(552)的一端铰接于第一连杆(551)的中部，另一端铰接于第三指节(38)的顶部，所述第二驱动动力模块(52)设置于所述第一指节(36)上。

8.根据权利要求7所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述仿生大拇指(31)包括大拇指第一指节(311)、大拇指第二指节(312)、转动杆(313)，所述大拇指第一指节(311)的一端铰接于转动杆(313)上，另一端于大拇指第二指节(312)铰接，所述转动杆(313)的一端转动设置于仿生机械手掌(2)上，另一端于第一驱动动力模块(51)动力输出端连接，所述第二驱动动力模块(52)设置于大拇指第一指节(311)上，所述第三连杆(553)的一端与大拇指第一指节(311)的一端铰接，另一端与大拇指第二指节(312)的顶部铰接。

9.根据权利要求5所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述仿生大拇指(31)、仿生食指(32)、仿生中指(33)、仿生无名指(34)、仿生小指(35)上分别设置有仿真手指头(6)。

10.根据权利要求1所述的一种可水平摆动的仿生机械手，其特征在于：所述仿生机械手掌(2)上设置有防滑纹理(7)。