一种全驱动式灵巧机械手转让专利
申请号 : CN202310098351.X
文献号 : CN115771156B
文献日 : 2023-04-07
发明人 : 盛振文 , 王桂云 , 盛明 , 王素琴
申请人 : 山东协和学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种全驱动式灵巧机械手,包括手掌部(1),其特征在于,所述手掌部(1)上安装有拇指组件(2),所述拇指组件(2)包括拇指关节单元(3)以及驱动拇指关节单元(3)转动的拇指驱动单元(4),所述手掌部(1)上还安装有四个相同的手指组件(5),所述手指组件(5)包括手指关节单元(6)以及驱动手指关节单元(6)转动的手指驱动单元(7),所述拇指组件(2)与手指组件(5)的外侧面均安装有防护组件(8),所述防护组件(8)包括通风壳(801),所述通风壳(801)的左侧面连通有橡胶气囊(802),所述通风壳(801)的右侧面连通有进气管(803),所述进气管(803)上安装有控制阀门(804),所述进气管(803)的右端螺纹连接有螺纹接头(805),所述螺纹接头(805)的一端连通有软管(806),所述软管(806)的一端与外部充气设备的输出端连接,所述手指组件(5)的底端固定有连接盘(9),所述连接盘(9)的下方设有安装件(10),所述安装件(10)内设置有用于驱动连接盘(9)转动的调节组件(11)。
2.根据权利要求1所述的一种全驱动式灵巧机械手,其特征在于,所述拇指关节单元(3)包括通过转轴与手掌部(1)转动连接的第一拇指关节(301),所述第一拇指关节(301)的顶端对称固定有两个第一凸形壳(302),两个所述第一凸形壳(302)之间通过轴承转动连接有第一转杆(303),所述第一转杆(303)的外表面固定有第二拇指关节(304),所述第二拇指关节(304)的顶端对称固定有两个第一圆形壳(305),两个所述第一圆形壳(305)之间通过轴承转动连接有第二转杆(306),所述第二转杆(306)的外表面固定有第三拇指关节(307)。
3.根据权利要求2所述的一种全驱动式灵巧机械手,其特征在于,所述拇指驱动单元(4)包括固定在右侧第一凸形壳(302)内部的第一拇指驱动电机(401),所述第一拇指驱动电机(401)的输出轴端固定有第一圆形齿轮盘(402),所述第一圆形齿轮盘(402)的外表面啮合连接有第二圆形齿轮盘(403),所述第一转杆(303)固定在第二圆形齿轮盘(403)的轴心处,所述第二拇指关节(304)的右侧面固定有第二拇指驱动电机(404),所述第二拇指驱动电机(404)的输出轴端固定有第三圆形齿轮盘(405),所述第三圆形齿轮盘(405)的外表面啮合连接有第四圆形齿轮盘(406),所述第二转杆(306)固定在第四圆形齿轮盘(406)的轴心处。
4.根据权利要求1所述的一种全驱动式灵巧机械手,其特征在于,所述手指关节单元(6)包括固定在手掌部(1)上的第一手指关节(601),所述第一手指关节(601)的顶部对称固定有两个第二圆形壳(602),两个所述第二圆形壳(602)之间通过轴承转动连接有第三转杆(603),所述第三转杆(603)的外表面固定有第二手指关节(604),所述第二手指关节(604)的顶部对称固定有两个第三圆形壳(605),两个所述第三圆形壳(605)之间通过轴承转动连接有第四转杆(606),所述第四转杆(606)的外表面固定有第三手指关节(607),所述第三手指关节(607)的顶部对称固定有两个第四圆形壳(608),两个所述第四圆形壳(608)之间通过轴承转动连接有第五转杆(609),所述第五转杆(609)的外表面固定有第四拇指关节(6010)。
5.根据权利要求4所述的一种全驱动式灵巧机械手,其特征在于,所述手指驱动单元(7)包括固定在第一手指关节(601)顶部的第一手指驱动电机(701),所述第一手指驱动电机(701)的输出轴端固定有主锥齿轮盘(702),所述主锥齿轮盘(702)的外表面啮合连接有次锥齿轮盘(703),所述第三转杆(603)固定在次锥齿轮盘(703)的轴心处,所述第二手指关节(604)的右侧面固定有第二手指驱动电机(704),所述第二手指驱动电机(704)的输出轴端固定有第一主动齿轮盘(705),所述第一主动齿轮盘(705)的外表面啮合连接有第一从动齿轮盘(706),所述第四转杆(606)固定在第一从动齿轮盘(706)的轴心处,所述第三手指关节(607)的右侧面固定有第三手指驱动电机(707),所述第三手指驱动电机(707)的输出轴端固定有第二主动齿轮盘(708),所述第二主动齿轮盘(708)的外表面啮合连接有第二从动齿轮盘(709),所述第五转杆(609)固定连接在第二从动齿轮盘(709)的轴心处。
6.根据权利要求1所述的一种全驱动式灵巧机械手,其特征在于,所述调节组件(11)包括通过轴承转动连接在安装件(10)的蜗杆(1101),所述安装件(10)的外侧面固定有伺服电机(1102),所述伺服电机(1102)的输出轴端贯穿安装件(10)的一侧壁并与蜗杆(1101)的一端固定连接,所述蜗杆(1101)的外表面啮合连接有蜗轮(1103),所述蜗轮(1103)的轴心处固定有连接杆(1104),所述连接杆(1104)通过轴承与安装件(10)转动连接,所述连接杆(1104)的顶端与连接盘(9)的底部固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种全驱动式灵巧机械手,其特征在于,所述安装件(10)的底部对称固定有两个连接块(12),所述连接块(12)上均开设有安装孔(13)。
8.根据权利要求1所述的一种全驱动式灵巧机械手,其特征在于,所述橡胶气囊(802)的左侧面连通有凸块(14),所述凸块(14)的形状为圆弧形。
说明书 :
一种全驱动式灵巧机械手
技术领域
背景技术
指驱动电机的数量,同时也减小了机器手的复杂程度,这不仅在很大程度上减少了机器手
的制造成本,同时也相应的减轻了机器手重量,因此,相对于现有机器手来说,在制造成本以及机器手的质量大小方面本发明具有突出的优势。
发明内容
指驱动单元,所述拇指组件与手指组件的外侧面均安装有防护组件,所述防护组件包括通
风壳,所述通风壳的左侧面连通有橡胶气囊,所述通风壳的右侧面连通有进气管,所述进气管上安装有控制阀门,所述进气管的右端螺纹连接有螺纹接头,所述螺纹接头的一端连通
有软管,所述软管的一端与外部充气设备的输出端连接,所述手指组件的底端固定有连接
盘,所述连接盘的下方设有安装件,所述安装件内设置有用于驱动连接盘转动的调节组件。
动连接有第一转杆,所述第一转杆的外表面固定有第二拇指关节,所述第二拇指关节的顶
端对称固定有两个第一圆形壳,两个所述第一圆形壳之间通过轴承转动连接有第二转杆,
所述第二转杆的外表面固定有第三拇指关节。
表面啮合连接有第二圆形齿轮盘,所述第一转杆固定在第二圆形齿轮盘的轴心处,所述第
二拇指关节的右侧面固定有第二拇指驱动电机,所述第二拇指驱动电机的输出轴端固定有
第三圆形齿轮盘,所述第三圆形齿轮盘的外表面啮合连接有第四圆形齿轮盘,所述第二转
杆固定在第四圆形齿轮盘的轴心处。
三转杆,所述第三转杆的外表面固定有第二手指关节,所述第二手指关节的顶部对称固定
有两个第三圆形壳,两个所述第三圆形壳之间通过轴承转动连接有第四转杆,所述第四转
杆的外表面固定有第三手指关节,所述第三手指关节的顶部对称固定有两个第四圆形壳,
两个所述第四圆形壳之间通过轴承转动连接有第五转杆,所述第五转杆的外表面固定有第
四拇指关节。
有次锥齿轮盘,所述第三转杆固定在次锥齿轮盘的轴心处,所述第二手指关节的右侧面固
定有第二手指驱动电机,所述第二手指驱动电机的输出轴端固定有第一主动齿轮盘,所述
第一主动齿轮盘的外表面啮合连接有第一从动齿轮盘,所述第四转杆固定在第一从动齿轮
盘的轴心处,所述第三手指关节的右侧面固定有第三手指驱动电机,所述第三手指驱动电
机的输出轴端固定有第二主动齿轮盘,所述第二主动齿轮盘的外表面啮合连接有第二从动
齿轮盘,所述第五转杆固定连接在第二从动齿轮盘的轴心处。
连接,所述蜗杆的外表面啮合连接有蜗轮,所述蜗轮的轴心处固定有连接杆,所述连接杆通过轴承与安装件转动连接,所述连接杆的顶端与连接盘的底部固定连接。
中受到的磨损,延长该机械手的使用寿命,通过橡胶气囊由高分子量聚乙烯纤维材料组成,增强其耐磨性能,使耐磨效果更好。
方式,完成关节的相对转动,从而可实现单个关节的单独动作,自由度较高,灵巧性好,并且在完成动作之后可以利用主锥齿轮盘和次锥齿轮盘之间的啮合实现自锁,安全性较高。
在使用过程中受到的磨损,延长该机械手的使用寿命,而且,通过在每个关节处均设置驱动装置,通过主锥齿轮盘和次锥齿轮盘的啮合带动以及第一主动齿轮盘和第一从动齿轮盘的
啮合带动方式,完成关节的相对转动,从而可实现单个关节的单独动作,自由度较高,灵巧性好。
附图说明
704、第二手指驱动电机;705、第一主动齿轮盘;706、第一从动齿轮盘;707、第三手指驱动电机;708、第二主动齿轮盘;709、第二从动齿轮盘;8、防护组件;801、通风壳;802、橡胶气囊;
803、进气管;804、控制阀门;805、螺纹接头;806、软管;9、连接盘;10、安装件;11、调节组件;
1101、蜗杆;1102、伺服电机;1103、蜗轮;1104、连接杆;12、连接块;13、安装孔;14、凸块。
具体实施方式
6转动的手指驱动单元7,拇指组件2与手指组件5的外侧面均安装有防护组件8,防护组件8
包括通风壳801,通风壳801的左侧面连通有橡胶气囊802,通风壳801的右侧面连通有进气
管803,进气管803上安装有控制阀门804,进气管803的右端螺纹连接有螺纹接头805,螺纹接头805的一端连通有软管806,软管806的一端与外部充气设备的输出端连接,手指组件5
的底端固定有连接盘9,连接盘9的下方设有安装件10,安装件10内设置有用于驱动连接盘9转动的调节组件11,安装件10的底部对称固定有两个连接块12,连接块12上均开设有安装
孔13,橡胶气囊802的左侧面连通有凸块14,凸块14的形状为圆弧形。
损,延长该机械手的使用寿命,橡胶气囊802与凸块14均由高分子量聚乙烯纤维材料组成,而高分子量聚乙烯纤维材料具有极强的耐磨性,使保护效果更好。
6转动的手指驱动单元7,拇指组件2与手指组件5的外侧面均安装有防护组件8,防护组件8
包括通风壳801,通风壳801的左侧面连通有橡胶气囊802,通风壳801的右侧面连通有进气
管803,进气管803上安装有控制阀门804,进气管803的右端螺纹连接有螺纹接头805,螺纹接头805的一端连通有软管806,软管806的一端与外部充气设备的输出端连接,手指组件5
的底端固定有连接盘9,连接盘9的下方设有安装件10,安装件10内设置有用于驱动连接盘9转动的调节组件11,拇指关节单元3包括通过转轴与手掌部1转动连接的第一拇指关节301,第一拇指关节301的顶端对称固定有两个第一凸形壳302,两个第一凸形壳302之间通过轴
承转动连接有第一转杆303,第一转杆303的外表面固定有第二拇指关节304,第二拇指关节
304的顶端对称固定有两个第一圆形壳305,两个第一圆形壳305之间通过轴承转动连接有
第二转杆306,第二转杆306的外表面固定有第三拇指关节307,拇指驱动单元4包括固定在
右侧第一凸形壳302内部的第一拇指驱动电机401,第一拇指驱动电机401的输出轴端固定
有第一圆形齿轮盘402,第一圆形齿轮盘402的外表面啮合连接有第二圆形齿轮盘403,第一转杆303固定在第二圆形齿轮盘403的轴心处,第二拇指关节304的右侧面固定有第二拇指
驱动电机404,第二拇指驱动电机404的输出轴端固定有第三圆形齿轮盘405,第三圆形齿轮盘405的外表面啮合连接有第四圆形齿轮盘406,第二转杆306固定在第四圆形齿轮盘406的
轴心处。
406、第二转杆306和第三拇指关节307转动,通过在每个拇指关节处均安装驱动装置,从而可实现单个关节的单独动作,实现全驱动式运转,自由度较高,灵巧性好。
6转动的手指驱动单元7,拇指组件2与手指组件5的外侧面均安装有防护组件8,防护组件8
包括通风壳801,通风壳801的左侧面连通有橡胶气囊802,通风壳801的右侧面连通有进气
管803,进气管803上安装有控制阀门804,进气管803的右端螺纹连接有螺纹接头805,螺纹接头805的一端连通有软管806,软管806的一端与外部充气设备的输出端连接,手指组件5
的底端固定有连接盘9,连接盘9的下方设有安装件10,安装件10内设置有用于驱动连接盘9转动的调节组件11,手指关节单元6包括固定在手掌部1上的第一手指关节601,第一手指关节601的顶部对称固定有两个第二圆形壳602,两个第二圆形壳602之间通过轴承转动连接
有第三转杆603,第三转杆603的外表面固定有第二手指关节604,第二手指关节604的顶部
对称固定有两个第三圆形壳605,两个第三圆形壳605之间通过轴承转动连接有第四转杆
606,第四转杆606的外表面固定有第三手指关节607,第三手指关节607的顶部对称固定有
两个第四圆形壳608,两个第四圆形壳608之间通过轴承转动连接有第五转杆609,第五转杆
609的外表面固定有第四拇指关节6010,手指驱动单元7包括固定在第一手指关节601顶部
的第一手指驱动电机701,第一手指驱动电机701的输出轴端固定有主锥齿轮盘702,主锥齿轮盘702的外表面啮合连接有次锥齿轮盘703,第三转杆603固定在次锥齿轮盘703的轴心
处,第二手指关节604的右侧面固定有第二手指驱动电机704,第二手指驱动电机704的输出轴端固定有第一主动齿轮盘705,第一主动齿轮盘705的外表面啮合连接有第一从动齿轮盘
706,第四转杆606固定在第一从动齿轮盘706的轴心处,第三手指关节607的右侧面固定有
第三手指驱动电机707,第三手指驱动电机707的输出轴端固定有第二主动齿轮盘708,第二主动齿轮盘708的外表面啮合连接有第二从动齿轮盘709,第五转杆609固定连接在第二从
动齿轮盘709的轴心处。
齿轮盘705转动,由于第一主动齿轮盘705与第一从动齿轮盘706啮合连接,从而带动第四转杆606与第三手指关节607转动,当第三手指驱动电机707在启动时,会带动第二主动齿轮盘
708转动,由于第二主动齿轮盘708与第二从动齿轮盘709啮合连接,因此带动第二从动齿轮盘709、第五转杆609和第四拇指关节6010转动,进而实现手指组件5的运转,通过两种不同的驱动模式,能够快速抓握物体、且产生的抓握力大,通过两截指节的柔性自适应抓握动
作,可有效保护物体不易被过大的握力损坏,且能够适用于各种各样的材质、形状物品。
805,螺纹接头805的一端连通有软管806,软管806的一端与外部充气设备的输出端连接,手指组件5的底端固定有连接盘9,连接盘9的下方设有安装件10,安装件10内设置有用于驱动连接盘9转动的调节组件11,调节组件11包括通过轴承转动连接在安装件10的蜗杆1101,安装件10的外侧面固定有伺服电机1102,伺服电机1102的输出轴端贯穿安装件10的一侧壁并
与蜗杆1101的一端固定连接,蜗杆1101的外表面啮合连接有蜗轮1103,蜗轮1103的轴心处
固定有连接杆1104,连接杆1104通过轴承与安装件10转动连接,连接杆1104的顶端与连接
盘9的底部固定连接。