CN104626198A - 传动组件以及安装有该传动组件的仿人机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传动组件以及安装有该传动组件的仿人机械手，本发明的传动组件，包括一根空心的第一传动软轴和多根空心的第二传动软轴，所述第一传动软轴的内径大于所述第二传动软轴的外径，所述多根第二传动软轴同时穿设在所述第一传动软轴中；所述第二传动软轴的内部设置有第三传动软轴或拉索。本发明采用空心传动软轴多层嵌套的方式，解决了以往拉索多根单独使用带来的控制***结构复杂，占用空间大的问题。本发明的仿人机械手，其上各关节采用多层嵌套的传动软轴以及拉索共同控制，不但提高了控制效率，节约了空间。另外，采用空心软轴来控制关节的活动，在实现轴向拉动关节屈伸的同时还可以控制关节的旋转或摆动。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人机械技术领域，尤其涉及一种传动组件以及安装有该传动组件的仿人机械手。
背景技术
在现有技术中，机器人的手部一般是通过进步电机或拉索来控制手指屈伸的，由于电机驱动以及齿轮机构需要占用很大的空间，所以采用电机驱动的机器手极其笨重，手指的自由度低、灵活度较差。另外，采用拉索控制的机器手，由于手指关节较多，且一般地，一根拉索只能单独控制一个关节的自由度，如一根拉索如果控制手指关节的屈伸，则无法再控制手指关节的左右摆动，因此，要想通过现有技术制作一个多自由度的仿人机械手，则需要配置非常多的拉索，而且由于每根拉索之间的摩擦作用，拉动每根拉索需要额外消耗一定的能量以补偿拉索之间的摩擦力损失。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种传动组件，该传动组件的特点可极大地节省传动空间，同时不但可以轴向传递拉力，而且还可以传递扭力，适合在类人机器上使用。本发明的目的之一是提供一种仿人机械手，该机械手虽然结构简单，但自由度非常高，可达到与人手相近的功能。
本发明的目的之一通过以下技术手段加以解决：
本发明的传动组件，包括一根空心的第一传动软轴和多根空心的第二传动软轴，所述第一传动软轴的内径大于所述第二传动软轴的外径，所述多根第二传动软轴同时穿设在所述第一传动软轴中；所述第二传动软轴的内部设置有拉索，所述拉索、第二传动软轴、第一传动软轴的长度依次降低。当然所述第二传动软轴内部还可穿设第三传动软轴，同时将所述拉索设置在第三传动软轴中。
进一步，还包括两个分别驱动第一传动软轴和第二传动软轴旋转的电机，所述第二传动软轴的两端从第一传动软轴的两端伸出，所述第一传动软轴和第二传动软轴各自的端部分别同轴设置有一个齿轮，所述电机通过在输出轴上设置另外一个齿轮与第一传动软轴或第二传动软轴上的齿轮啮合。
进一步，还包括拨动所述第一传动软轴或第二传动软轴轴向上运动的控制部件；当所述第一传动软轴和第二传动软轴轴向上运动时，所述第一传动软轴和第二传动软轴上的齿轮与所述电机输出轴上的齿轮滑动配合，且始终保持啮合状态。
进一步，所述第一传动软轴和第二传动软轴上的齿轮各同轴设置有一个轴杆，所述第一传动软轴和第二传动软轴各自的端部与所述轴杆固定连接；还包括套设在所述轴杆上面的固定套筒，所述固定套筒与所述轴杆轴向上滑动配合。
本发明的目的之二通过以下技术手段加以解决：
本发明的仿人机械手，包括手腕、手掌和若干具有多个关节的手指，所述传动组件设置有两套，所述两套传动组件的第一传动软轴的端部分别由手腕的下部和上部经过手腕后，相应地与所述手掌的下部和上部固定连接，所述多根第二传动软轴分别从各自的第一传动软轴中伸入与对应侧的手指根部固定连接，所述拉索从多根第二传动软轴中伸入与手指下一关节的根部固定连接。
本发明的有益效果：
1、本发明的传动组件，包括一根空心的第一传动软轴和多根空心的第二传动软轴，所述第一传动软轴的内径大于所述第二传动软轴的外径，所述多根第二传动软轴同时穿设在所述第一传动软轴中；所述第二传动软轴的内部设置有第三传动软轴或拉索。本发明采用空心传动软轴多层嵌套的方式，解决了以往拉索多根单独使用带来的控制***结构复杂，占用空间大的问题。
2、本发明的仿人机械手，其上各关节采用多层嵌套的传动软轴以及拉索共同控制，不但提高了控制效率。另外，采用空心软轴来控制关节的活动，在实现轴向拉动关节屈伸的同时还可以控制关节的旋转或摆动。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明传动组件的立体结构示意图；
图2为本发明传动组件中带有控制部件一端的结构示意图；
图3为本发明仿人机械手的侧面剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明：
实施例1 传动组件
如图1和2所示：本实施例中的传动组件，包括一根空心的第一传动软轴1、多根空心的第二传动软轴2以及多个分别驱动第一传动软轴1和第二传动软轴2旋转的电机9，所述第一传动软轴1的内径大于所述第二传动软轴2的外径，所述多根第二传动软轴2同时穿设在所述第一传动软轴1中；所述第二传动软轴2的内部设置有拉索3，所述拉索3、第二传动软轴2、第一传动软轴1的长度依次降低，所述第二传动软轴2的两端从第一传动软轴1的两端伸出，所述第一传动软轴1和第二传动软轴2各自的端部分别同轴设置有一个齿轮8，所述电机9通过在输出轴上设置另外一个齿轮与第一传动软轴1或第二传动软轴2上的齿轮8啮合。本发明采用空心传动软轴多层嵌套的方式，解决了以往拉索多根单独使用带来的控制***结构复杂，占用空间大的问题。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括拨动所述第一传动软轴1或第二传动软轴2轴向上运动的控制部件，所述控制部件可为如图2中所示的拨叉12，当然也可以是与第一传动软轴1或第二传动软轴2铰接的连杆或控制索等；当所述第一传动软轴1和第二传动软轴2在控制部件的控制下轴向上运动时，所述第一传动软轴1和第二传动软轴2上的齿轮8与所述电机9输出轴上的齿轮滑动配合，且始终保持啮合状态。具体地，可增大第一传动软轴1和第二传动软轴2上的齿轮8与电机9输出轴上的齿轮之间的厚度差，使得两个齿轮在轴向上相对滑动时得以始终保持啮合状态。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一传动软轴1和第二传动软轴2上的齿轮8各同轴设置有一个轴杆10，所述第一传动软轴1和第二传动软轴2各自的端部与所述轴杆10固定连接；还包括套设在所述轴杆10上面的固定套筒11，所述固定套筒11与所述轴杆10轴向上滑动配合。通过设置轴杆10和固定套筒11使得齿轮的相对运动更加平稳，从而在齿轮相对运动时能够保持精确的啮合。
实施例2 仿人机械手
如图3所示：本实施例中的仿人机械手，包括手腕4、手掌5和若干具有多个关节的手指6，所述传动组件设置有两套，所述两套传动组件的第一传动软轴1的端部分别由手腕4的下部和上部经过手腕4后，相应地与所述手掌5的下部和上部固定连接，所述多根第二传动软轴2分别从各自的第一传动软轴1中伸入与对应侧的手指根部固定连接；还包括与手指关节连接的第三传动软轴7，所述拉索3从第三传动软轴7中伸出与手指下一关节的根部固定连接。当机械手的手臂也仿照人前臂骨骼制成时，通过旋转手腕上下部的两根第一传动软轴，可实现手腕的内外旋功能，当然通过分别拉伸手腕上下部的两根第一传动软轴可实现手掌的屈曲功能，通过分别拉动第二传动软轴和第三传动软轴可实现手指关节的屈曲功能，同样的，旋转第二传动软轴也可以实现手指的左右摆动。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种传动组件，其特征在于：包括一根空心的第一传动软轴（1）和多根空心的第二传动软轴（2），所述第一传动软轴（1）的内径大于所述第二传动软轴（2）的外径，所述多根第二传动软轴（2）同时穿设在所述第一传动软轴（1）中；所述第二传动软轴（2）的内部设置有拉索（3），所述拉索（3）、第二传动软轴（2）、第一传动软轴（1）的长度依次降低。
2.根据权利要求1所述的传动组件，其特征在于：还包括两个分别驱动第一传动软轴（1）和第二传动软轴（2）旋转的电机（9），所述第二传动软轴（2）的两端从第一传动软轴（1）的两端伸出，所述第一传动软轴（1）和第二传动软轴（2）各自的端部分别同轴设置有一个齿轮（8），所述电机（9）通过在输出轴上设置另外一个齿轮与第一传动软轴（1）或第二传动软轴（2）上的齿轮（8）啮合。
3.根据权利要求2所述的传动组件，其特征在于：还包括拨动所述第一传动软轴（1）或第二传动软轴（2）轴向上运动的控制部件；当所述第一传动软轴（1）和第二传动软轴（2）轴向上运动时，所述第一传动软轴（1）和第二传动软轴（2）上的齿轮（8）与所述电机（9）输出轴上的齿轮滑动配合，且始终保持啮合状态。
4.根据权利要求3所述的传动组件，其特征在于：所述第一传动软轴（1）和第二传动软轴（2）上的齿轮（8）各同轴设置有一个轴杆（10），所述第一传动软轴（1）和第二传动软轴（2）各自的端部与所述轴杆（10）固定连接；还包括套设在所述轴杆（10）上面的固定套筒（11），所述固定套筒（11）与所述轴杆（10）轴向上滑动配合。
5.一种安装有如权利要求1至4中任一项中所述传动组件的仿人机械手，其特征在于： 包括手腕（4）、手掌（5）和若干具有多个关节的手指（6），所述传动组件设置有两套，所述两套传动组件的第一传动软轴（1）的端部分别由手腕（4）的下部和上部经过手腕（4）后，相应地与所述手掌（5）的下部和上部固定连接，所述多根第二传动软轴（2）分别从各自的第一传动软轴（1）中伸入与对应侧的手指根部固定连接，所述拉索（3）从多根第二传动软轴（2）中伸入与手指下一关节的根部固定连接。
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