CN206242047U - 一种穿戴式驱动液压机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种穿戴式驱动液压机械手，包括驱动手套、单片机控制器和机械手，所述驱动手套包括驱动手套手掌区，所述驱动手套手掌区的前端设有驱动手套拇指区和四个驱动手套手指区，所述驱动手套手掌区的底部安装有动作识别装置，所述驱动手套拇指区和驱动手套手指区内均安装有动作识别装置，所述机械手包括机械手手掌区，所述机械手手掌区的前端安装有机械手拇指区和四个机械手手指区。本实用新型可以自动抓取或搬运轴类零件或棒料毛坯，在减轻工人的劳动强度的同时，有效提高了劳动生产率，避免了传统的机械控制方案的弊端，能够高效地通过人体进行灵敏的控制，并且机械手采用液压伺服技术可以提供强大的动力，完成人手无法完成的高压作业。

Description

一种穿戴式驱动液压机械手

技术领域

本实用新型涉及仿生机械手技术领域，具体为一种穿戴式驱动液压机械手。

背景技术

现代工业机器人在结构形式上与人臂和遥控机械手相似，控制原理则是基于数控和遥控的概念。现代工业机器人被看成是“数控操作臂”，其中操作人员直接操作的主臂由计算机数控装置所代替。工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动***和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多门学科而形成的高新技术。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，它是工业生产中重要的生产设备和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动效率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃、易爆等高危及重体力劳动场合必将由机器人所代替。这一方面可以减轻工人的劳动强度，另一方面可以大大提高劳动生产率。例如，目前在我国的许多中小型汽车生产以及轻工业生产中，往往冲压成型这一工序还需要人工上下料，既费时费力，又影响效率。例如，目前在我国的许多中小型汽车生产以及轻工业生产中，往往冲压成型这一工序还需要人工上下料，既费时费力，又影响效率，针对上述问题，特提出一种穿戴式驱动液压机械手。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种穿戴式驱动液压机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种穿戴式驱动液压机械手，包括驱动手套、单片机控制器和机械手，且驱动手套和机械手均通过电线与单片机控制器连接，所述驱动手套包括驱动手套手掌区，所述驱动手套手掌区的前端设有驱动手套拇指区和四个驱动手套手指区，所述驱动手套手掌区的底部安装有动作识别装置，所述驱动手套拇指区和驱动手套手指区内均安装有动作识别装置，所述机械手包括机械手手掌区，所述机械手手掌区的左侧壁、右侧壁和底部设有第一液压马达，所述机械手手掌区的前端安装有机械手拇指区和四个机械手手指区，且机械手拇指区和机械手手指区与机械手手掌区的连接处安装有第二液压马达，所述机械手拇指区和机械手手指区内均安装有第一液压马达，所述动作识别装置、第一液压马达和第二液压马达均通过电导体与单片机控制器连接。

优选的，所述驱动手套手指区均匀分布有前区间、中区间和后区间三个区间，所述驱动手套手指区内安装的动作识别装置的数量为三个，且动作识别装置分别位于驱动手套手指区的三个区间内。

优选的，所述驱动手套拇指区内安装的动作识别装置的数量为两个，且动作识别装置分别位于驱动手套拇指区的前端和后端。

优选的，所述机械手拇指区内安装的第一液压马达的数量为两个，且第一液压马达分别位于机械手拇指区中部的左、右两个侧壁上。

优选的，所述机械手手指区内安装的第一液压马达的数量为四个，且第一液压马达分别位于机械手手指区前端的左、右两个侧壁上和机械手手指区后端的左、右两个侧壁上。

优选的，所述动作识别装置包括动作传感模块和加速度传感模块。

优选的，所述第一液压马达相对于机械手伸平时横向安装，所述第二液压马达相对于机械手伸平时纵向安装。

优选的，所述电线为聚氨酯纤维可伸缩电线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种穿戴式驱动液压机械手，结构简单，紧凑，控制方便，更加准确的还原了手部的动作，并且可以还原手部做动作时的速度，适用于工业现场的易燃、易爆等高危及重体力劳动场合，可以自动抓取或搬运轴类零件或棒料毛坯，在减轻工人的劳动强度的同时，有效提高了劳动生产率，避免了传统的机械控制方案的弊端，能够高效地通过人体进行迅速，有效，灵敏的控制，并且机械手采用液压伺服技术可以提供强大的动力，完成人手无法完成的高压作业。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中动作识别装置的结构框图；

图3为本实用新型中动作传感模块的电路图。

图中：1、驱动手套，11、驱动手套手掌区，12、驱动手套拇指区，13、驱动手套手指区，131、前区间，132、中区间，133、后区间，14、动作识别装置，2、单片机控制器，3、机械手，31、机械手手掌区，32、第一液压马达，33、机械手拇指区，34、机械手手指区，35、第二液压马达，4、电线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种穿戴式驱动液压机械手，包括驱动手套1、单片机控制器2和机械手3，且驱动手套1和机械手3均通过电线4与单片机控制器2连接，所述驱动手套1包括驱动手套手掌区11，所述驱动手套手掌区11的前端设有驱动手套拇指区12和四个驱动手套手指区13，所述驱动手套手掌区11的底部安装有动作识别装置14，所述驱动手套拇指区12和驱动手套手指区13内均安装有动作识别装置14，所述机械手3包括机械手手掌区31，所述机械手手掌区31的左侧壁、右侧壁和底部设有第一液压马达32，所述机械手手掌区31的前端安装有机械手拇指区33和四个机械手手指区34，且机械手拇指区33和机械手手指区34与机械手手掌区31的连接处安装有第二液压马达35，所述机械手拇指区33和机械手手指区34内均安装有第一液压马达32，所述动作识别装置14、第一液压马达32和第二液压马达35均通过电导体与单片机控制器2连接，所述驱动手套手指区13均匀分布有前区间131、中区间132和后区间133三个区间，所述驱动手套手指区13内安装的动作识别装置14的数量为三个，且动作识别装置14分别位于驱动手套手指区13的三个区间内，所述驱动手套拇指区12内安装的动作识别装置14的数量为两个，且动作识别装置14分别位于驱动手套拇指区12的前端和后端，所述机械手拇指区33内安装的第一液压马达32的数量为两个，且第一液压马达32分别位于机械手拇指区33中部的左、右两个侧壁上，所述机械手手指区34内安装的第一液压马达32的数量为四个，且第一液压马达32分别位于机械手手指区34前端的左、右两个侧壁上和机械手手指区34后端的左、右两个侧壁上，所述动作识别装置14包括动作传感模块和加速度传感模块，可以更好的对手部动作进行识别，所述第一液压马达32相对于机械手3伸平时横向安装，所述第二液压马达35相对于机械手3伸平时纵向安装，可以实现机械手的仿生动作，所述电线4为聚氨酯纤维可伸缩电线，可以根据需要来变换电线的长短，结构简单，紧凑，控制方便，更加准确的还原了手部的动作，并且可以还原手部做动作时的速度，适用于工业现场的易燃、易爆等高危及重体力劳动场合，可以自动抓取或搬运轴类零件或棒料毛坯，在减轻工人的劳动强度的同时，有效提高了劳动生产率，避免了传统的机械控制方案的弊端，能够高效地通过人体进行迅速，有效，灵敏的控制。并且机械手3采用液压伺服技术可以提供强大的动力，完成人手无法完成的高压作业。

工作原理：在使用时，动作识别装置14中的动作传感模块与加速度传感模块与单片机控制器2相连，动作传感模块与加速度传感模块采集到的数据通过单片机控制器2处理，作为液压伺服自动控制***的输入量，再通过机械手3上的第一液压马达32与第二液压马达35来控制机械手做动作。初始时，整个手部穿带驱动手套1后，动作传感模块与加速度传感模块会先得到一个初始位置数据，作为单片机控制器2控制液压伺服自动控制***的指令信号，在手部或手指进行弯曲和移动时，动作传感模块与加速度传感模块就会采集到一组新的位置数据，新数据会通过单片机控制器2来反馈到液压伺服自动控制***，代表实际状态的信号与指令信号比较，得到误差信号，并驱动第一液压马达32与第二液压马达35进行调节转速与旋转角度，使得机械手3完成与肢体相同的动作，调节完成后，最终得到的实际状态信号会作为新的指令信号，等待下一次反馈信号的输入，避免了传统的机械控制方案的弊端，能够高效地通过人体进行迅速，有效，灵敏的控制。并且机械手3采用液压控制技术，可以提供强大的动力，完成人手无法完成的高压作业。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种穿戴式驱动液压机械手，包括驱动手套(1)、单片机控制器(2)和机械手(3)，且驱动手套(1)和机械手(3)均通过电线(4)与单片机控制器(2)连接，其特征在于：所述驱动手套(1)包括驱动手套手掌区(11)，所述驱动手套手掌区(11)的前端设有驱动手套拇指区(12)和四个驱动手套手指区(13)，所述驱动手套手掌区(11)的底部安装有动作识别装置(14)，所述驱动手套拇指区(12)和驱动手套手指区(13)内均安装有动作识别装置(14)，所述机械手(3)包括机械手手掌区(31)，所述机械手手掌区(31)的左侧壁、右侧壁和底部设有第一液压马达(32)，所述机械手手掌区(31)的前端安装有机械手拇指区(33)和四个机械手手指区(34)，且机械手拇指区(33)和机械手手指区(34)与机械手手掌区(31)的连接处安装有第二液压马达(35)，所述机械手拇指区(33)和机械手手指区(34)内均安装有第一液压马达(32)，所述动作识别装置(14)、第一液压马达(32)和第二液压马达(35)均通过电导体与单片机控制器(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种穿戴式驱动液压机械手，其特征在于：所述驱动手套手指区(13)均匀分布有前区间(131)、中区间(132)和后区间(133)三个区间，所述驱动手套手指区(13)内安装的动作识别装置(14)的数量为三个，且动作识别装置(14)分别位于驱动手套手指区(13)的三个区间内。

3.根据权利要求1所述的一种穿戴式驱动液压机械手，其特征在于：所述驱动手套拇指区(12)内安装的动作识别装置(14)的数量为两个，且动作识别装置(14)分别位于驱动手套拇指区(12)的前端和后端。

4.根据权利要求1所述的一种穿戴式驱动液压机械手，其特征在于：所述机械手拇指区(33)内安装的第一液压马达(32)的数量为两个，且第一液压马达(32)分别位于机械手拇指区(33)中部的左、右两个侧壁上。

5.根据权利要求1所述的一种穿戴式驱动液压机械手，其特征在于：所述机械手手指区(34)内安装的第一液压马达(32)的数量为四个，且第一液压马达(32)分别位于机械手手指区(34)前端的左、右两个侧壁上和机械手手指区(34)后端的左、右两个侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种穿戴式驱动液压机械手，其特征在于：所述动作识别装置(14)包括动作传感模块和加速度传感模块。

7.根据权利要求1所述的一种穿戴式驱动液压机械手，其特征在于：所述第一液压马达(32)相对于机械手(3)伸平时横向安装，所述第二液压马达(35)相对于机械手(3)伸平时纵向安装。

8.根据权利要求1所述的一种穿戴式驱动液压机械手，其特征在于：所述电线(4)为聚氨酯纤维可伸缩电线。