CN110405799A - 一种多指灵巧机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多指灵巧机械手,包括手掌组件,所述手掌组件上设置有多个手指组件,所述手指组件包括多个指节,指节之间通过关节组件握向旋转连接,所述手掌组件上对应手指组件设置有指根座,手指组件与指根座轴向旋转连接;所述关节组件包括滑槽,滑槽设置在靠近手掌组件一侧的指节顶部,且沿所述指节顶部对称设置有两条滑槽,工作时,指节相互握向旋转连接,使得手指组件类似人体手指握曲,灵巧操作,本发明进一步,手指组件与手掌组件轴向旋转连接,使得手指组件能够旋转,进一步大大方便手指组件的灵活应用,单个或多个手指组件的旋转,突破了人体手指以及现有机械手单个手指实现无法扭转的弊端,方便空间多向机械手操作。
Description
技术领域
本发明属于机械手技术领域,具体为一种多指灵巧机械手。
背景技术
能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人,也是最早出现的现代机器人,它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门;
随着网络技巧的发展,机械手的联网操作问题也是以后发展的方向。工业机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景;
然而目前机械手结构呆板,灵巧度差,尤其在空间多向操作时不方便;发明人综合各类因素提出了一种多指灵巧机械手。
发明内容
本发明的目的在于:为了解决背景技术涉及的技术问题,提供一种多指灵巧机械手。
本发明采用的技术方案如下:
一种多指灵巧机械手,包括手掌组件,所述手掌组件上设置有多个手指组件,所述手指组件包括多个指节,指节之间通过关节组件握向旋转连接,所述手掌组件上对应手指组件设置有指根座,手指组件与指根座轴向旋转连接。
工作时,指节相互握向旋转连接,使得手指组件类似人体手指握曲,灵巧操作,本发明进一步,手指组件与手掌组件轴向旋转连接,使得手指组件能够旋转,进一步大大方便手指组件的灵活应用,单个或多个手指组件的旋转,突破了人体手指以及现有机械手单个手指实现无法扭转的弊端,方便空间多向机械手操作;
其中,所述关节组件包括滑槽,滑槽设置在靠近手掌组件一侧的指节顶部,且沿所述指节顶部对称设置有两条滑槽,远离手掌组件一侧的指节底部对应固定设置有滑板,滑板套装在滑槽上,滑板底端连接有指节转轴,指节转轴与滑槽垂直设置且套装在指节侧壁对应设置的轴承上;滑板能够绕指节转轴在滑槽内转动,所述滑槽所在指节后侧设置有关节机仓,关节机仓内设置有指节转轴动力机构;并排设置的滑板受指节转轴驱动在相应的滑槽内转动,滑槽起到导向作用,实现手指组件中指节之间的旋转连接,提高连接强度和稳定性;
其中,所述指节转轴动力机构包括两从动齿轮,两从动齿轮套装在关节机仓内对应指节转轴的左右两端;所述关节机仓内设置有主动齿轮和驱动主动齿轮的关节电机,关节电机通过第一减速器与主动齿轮的轮轴传动连接;在指节两端分别设置有关节电机,通过两关节电机的配合使用使得指节转轴的动力范围大。
其中,所述滑槽在所述指节顶部前侧贯通,形成半开口式滑槽,滑板能够绕指节转轴在滑槽内转动,且滑板竖直时与滑槽侧壁抵接,指节在只能朝一个方向弯曲,类似与人体手指只能单向弯曲,便于抓握。
其中,所述滑槽后侧顶部设置有限位块,所述滑板底端设置有弧形凸,限位块底部与弧形凸配合的弧形限位槽,通过限位块与弧形凸的设置对滑板进行握曲限位,进一步提高机械手稳定性。
其中,所述手指组件与指根座轴向旋转连接,手指组件中底部指节上连接有指根转轴,指根转轴套装在指根座上对应设置的固定轴承上,所述指根座内设置有指根转轴动力机构。
其中,所述指根转轴动力机构包括竖向锥齿轮,所述竖向锥齿轮套装在指根座内指根转轴底端,指根座内设置有横向锥齿轮和驱动横向锥齿轮转动的指根电机,指根电机通过第二减速器与横向锥齿轮的轮轴传动连接;指根电机带动指根转轴旋转,进而带动整个手指组件轴向旋转,提高灵巧度。
其中,所述手掌组件内设置有主板,主板上设置有MCU,主板上设置有与MCU连接的关节电机接口和指根电机接口,手指组件内关节电机分别连接在关节电机接口上;手掌组件内指根电机分别连接在指节电机接口上,所述主板上还设置有控制信号接口和网络模块;主板通过控制信号接口接收控制信号,控制关节电机和指根电机转动,进而灵活控制手指组件。
其中,所述手掌组件底部设置有连接板,连接板上设置有固定孔,便于手掌组件的安装。
其中,所述手指组件的顶端指节上设置有安装孔,便于在手指组件上加装硬件,进一步方便使用。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明提供一种多指灵巧机械手,结构设置巧妙且布置合理,本发明通过指节相互握向旋转连接,使得手指组件类似人体手指握曲,灵巧操作,本发明进一步,手指组件与手掌组件轴向旋转连接,使得手指组件能够旋转,进一步大大方便手指组件的灵活应用,单个或多个手指组件的旋转,突破了人体手指以及现有机械手单个手指实现无法扭转的弊端,方便空间多向机械手操作。
2、本发明进一步巧妙设置关节组件,提高关节组件灵巧度,尤其是本发明利用并排设置的滑板与滑槽的配合,指节之间旋转连接的稳定性;另外本发明滑槽在所述指节顶部前侧贯通,形成半开口式滑槽,滑板能够绕指节转轴在滑槽内转动,且滑板竖直时与滑槽侧壁抵接,指节在只能朝一个方向弯曲,类似与人体手指只能单向弯曲,便于抓握,进一步所述滑槽后侧顶部设置有限位块,所述滑板底端设置有弧形凸,限位块底部与弧形凸配合的弧形限位槽,通过限位块与弧形凸的设置对滑板进行握曲限位,进一步提高机械手稳定性。
3、本发明进一步所述手掌组件内设置有主板,主板上设置有MCU,主板上设置有与MCU连接的关节电机接口和指根电机接口,手指组件内关节电机分别连接在关节电机接口上;手掌组件内指根电机分别连接在指节电机接口上,所述主板上还设置有控制信号接口和网络模块;主板通过控制信号接口接收控制信号,控制关节电机和指根电机转动,进而灵活控制手指组件。
4、本发明进一步所述手掌组件底部设置有连接板,连接板上设置有固定孔,便于手掌组件的安装;所述手指组件的顶端指节上设置有安装孔,便于在手指组件上加装硬件,进一步方便使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意简图;
图2为本发明中关节组件的结构示意简图;
图3为本发明中关节机仓内结构示意图;
图4为本发明中指根座的内部结构示意图;
图5为本发明中滑槽的剖视图;
图6为本发明的控制***框图;
图7为本发明进一步实施例的结构示意图。
图中标记:1、连接板;2、固定孔;3、手掌组件;4、指根座;5、底部指节;6、靠近手掌组件一侧的指节;7、关节机仓;8、远离手掌组件一侧的指节;8-1、安装孔;9、滑板;10、滑槽;11、指节转轴;12、从动齿轮;13、主动齿轮;14、主动齿轮的轮轴;15、关节电机;16、第一减速器;17、竖向锥齿轮;18、指根转轴;19、固定轴承;20、横向锥齿轮;21、第二减速器;22、指根电机;23、弧形凸;24、限位块;25、弧形限位槽;26、主板;27、MCU;28、网络模块;29、关节电机接口;30、指根电机接口;31、控制信号接口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述,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发明的限制;术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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发明中的具体含义。
实施例一,参照图1~5,一种多指灵巧机械手,包括手掌组件3,所述手掌组件3底部设置有连接板1,连接板1上设置有固定孔2,便于手掌组件3的安装;所述手掌组件3上设置有多个手指组件,所述手指组件包括多个指节,指节之间通过关节组件握向旋转连接,所述手掌组件3上对应手指组件设置有指根座4,手指组件与指根座4轴向旋转连接。
其中,所述关节组件包括滑槽10,滑槽10设置在靠近手掌组件一侧的指节6顶部,且沿所述指节顶部对称设置有两条滑槽10,远离手掌组件一侧的指节8底部对应固定设置有滑板9,滑板9套装在滑槽10上,滑板9底端连接有指节转轴11,指节转轴11与滑槽10垂直设置且套装在指节侧壁对应设置的轴承上;滑板9能够绕指节转轴11在滑槽10内转动,所述滑槽10所在指节后侧设置有关节机仓7,关节机仓7内设置有指节转轴11动力机构;并排设置的滑板9受指节转轴11驱动在相应的滑槽10内转动,滑槽10起到导向作用,实现手指组件中指节之间的旋转连接,提高连接强度和稳定性;
其中,所述指节转轴11动力机构包括两从动齿轮12,两从动齿轮12套装在关节机仓7内对应指节转轴11的左右两端;所述关节机仓7内设置有主动齿轮13和驱动主动齿轮13的关节电机15,关节电机15通过第一减速器16与主动齿轮的轮轴14传动连接;在指节两端分别设置有关节电机15,通过两关节电机15的配合使用使得指节转轴11的动力范围大。
其中,所述滑槽10在所述指节顶部前侧贯通,形成半开口式滑槽10,滑板9能够绕指节转轴11在滑槽10内转动,且滑板9竖直时与滑槽10侧壁抵接,指节在只能朝一个方向弯曲,类似与人体手指只能单向弯曲,便于抓握。
其中,所述滑槽10后侧顶部设置有限位块24,所述滑板9底端设置有弧形凸23,限位块24底部与弧形凸23配合的弧形限位槽25,通过限位块24与弧形凸23的设置对滑板9进行握曲限位,进一步提高机械手稳定性。
其中,所述手指组件与指根座4轴向旋转连接,手指组件中底部指节5上连接有指根转轴18,指根转轴18套装在指根座4上对应设置的固定轴承19上,所述指根座4内设置有指根转轴18动力机构。
其中,所述指根转轴18动力机构包括竖向锥齿轮17,所述竖向锥齿轮17套装在指根座4内指根转轴18底端,指根座4内设置有横向锥齿轮20和驱动横向锥齿轮20转动的指根电机22,指根电机22通过第二减速器21与横向锥齿轮20的轮轴传动连接;指根电机22带动指根转轴18旋转,进而带动整个手指组件轴向旋转,提高灵巧度。
实施例二,参照图6,本实施例在实施例一的基础上增加了如下技术特征:
所述手掌组件3内设置有主板26,主板26上设置有MCU27,主板26上设置有与MCU27连接的关节电机接口29和指根电机接口30,手指组件内关节电机15分别连接在关节电机接口29上;手掌组件3内指根电机22分别连接在指节电机接口上,所述主板26上还设置有控制信号接口31和网络模块28;主板26通过控制信号接口31接收控制信号,控制关节电机15和指根电机22转动,进而灵活控制手指组件。
实施例三,参照图7,本实施例在实施例二的基础上增加了如下技术特征:
所述手指组件的顶端指节上设置有安装孔8-1,便于在手指组件上加装硬件,进一步方便使用。
工作原理:本发明提供一种多指灵巧机械手,结构设置巧妙且布置合理,本发明通过指节相互握向旋转连接,使得手指组件类似人体手指握曲,灵巧操作,本发明进一步,手指组件与手掌组件轴向旋转连接,使得手指组件能够旋转,进一步大大方便手指组件的灵活应用,单个或多个手指组件的旋转,突破了人体手指以及现有机械手单个手指实现无法扭转的弊端,方便空间多向机械手操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多指灵巧机械手,包括手掌组件(3),所述手掌组件(3)上设置有多个手指组件,其特征在于:所述手指组件包括多个指节,指节之间通过关节组件握向旋转连接,所述手掌组件(3)上对应手指组件设置有指根座(4),手指组件与指根座(4)轴向旋转连接。
2.如权利要求1所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述关节组件包括滑槽(10),滑槽(10)设置在靠近手掌组件一侧的指节(6)顶部,且沿所述指节顶部对称设置有两条滑槽(10),远离手掌组件一侧的指节(8)底部对应固定设置有滑板(9),滑板(9)套装在滑槽(10)上,滑板(9)底端连接有指节转轴(11),指节转轴(11)与滑槽(10)垂直设置且套装在指节侧壁对应设置的轴承上;滑板(9)能够绕指节转轴(11)在滑槽(10)内转动,所述滑槽(10)所在指节后侧设置有关节机仓(7),关节机仓(7)内设置有指节转轴(11)动力机构。
3.如权利要求2所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述指节转轴(11)动力机构包括两从动齿轮(12),两从动齿轮(12)套装在关节机仓(7)内对应指节转轴(11)的左右两端;所述关节机仓(7)内设置有主动齿轮(13)和驱动主动齿轮(13)的关节电机(15),关节电机(15)通过第一减速器(16)与主动齿轮的轮轴(14)传动连接。
4.如权利要求2所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述滑槽(10)在所述指节顶部前侧贯通,形成半开口式滑槽(10),滑板(9)能够绕指节转轴(11)在滑槽(10)内转动,且滑板(9)竖直时与滑槽(10)侧壁抵接。
5.如权利要求4所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述滑槽(10)后侧顶部设置有限位块(24),所述滑板(9)底端设置有弧形凸(23),限位块(24)底部与弧形凸(23)配合的弧形限位槽(25)。
6.如权利要求1~5任一所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述手指组件中底部指节(5)上连接有指根转轴(18),指根转轴(18)套装在指根座(4)上对应设置的固定轴承(19)上,所述指根座(4)内设置有指根转轴(18)动力机构。
7.如权利要求6所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述指根转轴(18)动力机构包括竖向锥齿轮(17),所述竖向锥齿轮(17)套装在指根座(4)内指根转轴(18)底端,指根座(4)内设置有横向锥齿轮(20)和驱动横向锥齿轮(20)转动的指根电机(22),指根电机(22)通过第二减速器(21)与横向锥齿轮(20)的轮轴传动连接。
8.如权利要求7所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述手掌组件(3)内设置有主板(26),主板(26)上设置有MCU(27),主板(26)上设置有与MCU(27)连接的关节电机接口(29)和指根电机接口(30),手指组件内关节电机(15)分别连接在关节电机接口(29)上;手掌组件(3)内指根电机(22)分别连接在指节电机接口上,所述主板(26)上还设置有控制信号接口(31)和网络模块(28)。
9.如权利要求7所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述手掌组件(3)底部设置有连接板(1),连接板(1)上设置有固定孔(2),便于手掌组件(3)的安装。
10.如权利要求7所述的一种多指灵巧机械手,其特征在于:所述手指组件的顶端指节上设置有安装孔。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191105 |
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