一种仿真智能机器人的手掌关节总成的制作方法

本发明涉及到机器人领域，特别涉及到一种仿真智能机器人的手掌关节总成。

背景技术：

在现有的机器人领域中，关于手掌关节的结构有许许多多，归纳起来存在以下的不足：1、手掌关节点少且结构笨拙复杂，灵活度差；2、与真人的手掌关节的结构相差甚远，有的虽然有五根手指，但不像真人那样每根手指的每一节节骨都能活动自如，也就是说仿真度差；3、手掌各关节点采用微型电机功率无法加大，致使手掌各手指收拢时的握紧力小。如何克服现有技术的不足，提供一种简单灵活、高仿真、握紧力大的一种仿真智能机器人的手掌关节总成，就成了本发明的主要课题。

技术实现要素：

本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种简单灵活、高仿真、握紧力大的一种仿真智能机器人的手掌关节总成。为了实现以上的目的，本发明是通过以下技术方案来实现的。一种仿真智能机器人的手掌关节总成，其特征在于掌骨板的前端设置有四根手指侧端设置有大拇指，其中大拇指由大拇掌骨、大拇中节骨、大拇远节骨组成，其余四根手指由三节指节骨组成，大拇掌骨与大拇中节骨之间和大拇中节骨与大拇远节骨之间及其余四根指节骨之间均设有相互配合的且设有铰接孔的公母铰接销耳，各公母铰接销耳通过各自的铰接孔用节骨关节销轴相互铰接在一起，每根指节骨关节销轴上设置有关节复位扭簧，每根指节骨关节朝向掌骨板方向的关节铰接销耳上设计有一小孔，小孔内固定有一根关节拉线，关节拉线的另一端与与之对应的指节骨关节电机上的指节骨关节卷扬轮相连接，每节指节骨关节都设置有一与之对应的指节骨关节电机，其中与大拇掌骨对应的大拇掌骨关节电机放置于掌骨板的凹槽内，掌骨板、关节铰接销耳上设置有拉线槽，每根关节拉线暴露于外表面的部分设计有线套将其包裹，以保护关节拉线，防止关节拉线卡死，便于关节拉线的正常运动。每节指节骨、大拇掌骨的手心面与手背面分别根据人体工学设计有相应的关节收限位面，以控制各手指关节的最大弯曲、伸展角度。当手指各关节执行弯曲动作时，各指骨关节电机及大拇指掌骨关节电机通过电机上的卷扬轮收紧关节拉线从而带动对应的手指关节完成弯曲动作，当手指各关节执行伸展动作时，各指骨关节电机及大拇掌骨关节电机通过电机上的卷扬轮放松关节拉线，同时，各手指关节销轴上的复位扭簧，带动各手指关节完成伸展复位动作。掌骨板另一端固定在腕关节电机的外壳上，腕关节电机为两端中心输出轴，腕关节扭转电机与腕关节叉相连，整个手掌通过腕关节电机两端的中心输出轴定位在腕关节叉内，腕关节扭转电机输出轴上定位有手臂骨杆。当手掌执行弯曲伸展动作时，腕关节电机转动并通过腕关节电机外壳带动掌骨板弯曲伸展，当手掌执行扭转动作时，腕关节扭转电机通过其外壳上的腕关节叉带动掌骨板扭转。所述大拇指中节骨关节销轴和大拇掌骨关节销轴中心内设置有关节拉线孔，分别用以布置控制大拇远节骨关节和大拇掌骨关节的拉线。

进一步地，为了使每一节指节骨关节在收拢时有足够的握紧力尽量增大电机功率也就是增大电机体积，所述指节骨关节电机除大拇掌骨关节电机外，其余均放置于掌骨板另一端的手臂骨杆内。因为，手臂骨杆内布置空间大，又隐蔽。

进一步地，以上所述的电机均采用带内置编码器的多级行星齿轮减速器或摆线齿轮减速器的大减速比的永磁交流伺服电机，以减缓电机转速，让各关节的运动速度与人体工学相符，同时增大扭矩。

进一步地，关节拉线采用柔性，如渔线，以保证其韧性，拉力均符合人体工学。

进一步地，以上所述手掌各节骨骨块均采用碳酸纤维或铝合金制成中空结构，以便于减轻重量。

从以上 的技术方案中可以看出，本发明与现有技术相比具有显著优点：结构简单，操控灵活、高仿真、握紧力大。

为更好地说明本发明，下面结合具体的实施方式及其实施例附图作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明具体实施例的主视图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的A-A剖视图。

图4是图1的B-B剖视图。

图5是图1的C-C剖视图。

图6是图1的D-D剖视图。

图7是图1的E-E剖视图。

图8是图1的F-F剖视图。

图9是图1的A局部放大图。

图中：1-掌骨板；2-大拇掌骨卷扬轮；3-大拇掌骨关节电机；4-腕关节扭转电机；5-护套；6-腕关节扭转电机输出轴；7-指节骨关节卷扬轮；8-指节骨关节电机；9-手臂骨杆；10-扭转电机轴套；11-拉线套；12-腕关节叉；13-腕关节电机；14-大拇掌骨关节销轴15-大拇掌骨；16-大拇中节骨关节销轴；17-大拇中节骨；18-大拇远节骨；19-关节复位扭簧；20-指节骨关节销轴；21-食指近节骨；22-食指中节骨；23-食指远节骨；24-中指中节骨；25-中指远节骨；26-无名指远节骨；27-无名指中节骨；28-小指远节骨；29-中指近节骨；30-小指中节骨；31-小指近节骨；32-手掌硅胶外形；33-腕关节电机输出轴；34-拉线套固定板；35-拉线；36-铰接销耳；37-大拇拉线槽盖板；38-拉线槽盖板；39-关节收限位面；40-中指远节骨；41-小孔。

具体实施方式

从图1~图9所示的具体实施例中可以看出，本发明的掌骨板1的前端分别设置有食指、中指、无名指、小指等四根手指，其侧端设置有大拇指，其中大拇指由大拇掌骨15、大拇中节骨17、大拇远节骨18组成，食指、中指、无名指、小指等四根手指均由远、中、近三节指节骨组成，大拇掌骨15与大拇中节骨17之间和大拇中节骨17与大拇远节骨18之间及食指、中指、无名指、小指等四根指节骨之间均设有相互配合的且设有铰接孔的公母铰接销耳36，各公母铰接销耳36通过各自的铰接孔用节骨关节销轴20相互铰接在一起，每根指节骨关节销轴20上设置有关节复位扭簧19，每根指节骨关节朝向掌骨板1方向的关节铰接销耳36上设计有一小孔，小孔内固定有一根关节拉线35，关节拉线35的另一端与与之对应的指节骨关节电机8上的指节骨关节卷扬轮7相连接，每节指节骨关节都设置有一与之对应的指节骨关节电机8，其中与大拇掌骨15对应的大拇掌骨关节电机3放置于掌骨板1的凹槽内，掌骨板1、关节铰接销耳36上设置有拉线槽，关节拉线35有线槽的走线槽，暴露于外表面的部分穿过拉线套11，以保护关节拉线35，防止关节拉线35卡死，便于关节拉线35的正常运动。每节指节骨、大拇掌骨15的手心面与手背面分别根据人体工学设计有相应的关节收限位面39，以控制各手指关节的最大弯曲、伸展角度。当手指各关节执行弯曲动作时，各指骨关节电机8及大拇指掌骨关节电机3通过电机上的卷扬轮7、2收紧关节拉线35从而带动对应的手指关节完成弯曲动作，当手指各关节执行伸展动作时，各指骨关节电机8及大拇掌骨关节电机3通过电机上的卷扬轮放松关节拉线35，同时，各手指关节销轴20上的复位扭簧19，带动各手指关节完成伸展复位动作。掌骨板1另一端固定在腕关节电机13的外壳上，腕关节电机13为两端中心输出轴，腕关节扭转电机4与腕关节叉12相连，整个手掌通过腕关节电机13两端的中心输出轴33定位在腕关节叉12内，腕关节扭转电机输出轴6上定位有手臂骨杆9。当手掌执行弯曲伸展动作时，腕关节电机13转动并通过腕关节电机13外壳带动掌骨板1弯曲伸展，当手掌执行扭转动作时，腕关节扭转电机4通过其外壳上的腕关节叉12带动掌骨板1扭转。所述大拇指中节骨关节销轴16和大拇掌骨关节销轴14中心内设置有关节拉线孔，分别用以布置控制大拇远节骨18关节和大拇掌骨15关节的拉线35。为了使每一节指节骨关节在收拢时有足够的握紧力尽量增大电机功率也就是增大电机体积，所述指节骨关节电机8（除大拇掌骨关节电机3）外，其余均放置于掌骨板1另一端的手臂骨杆9内。因为，手臂骨杆9内布置空间大，又隐蔽。以上所述的电机均采用带内置编码器的多级行星齿轮减速器或摆线齿轮减速器的大减速比的永磁交流伺服电机，以减缓电机转速，让各关节的运动速度与人体工学相符，同时增大扭矩。所述手掌各骨块均采用碳酸纤维制成中空结构。

从以上具体的实施方式中，可以看出本发明与现有技术相比具有显著优点：结构简单，操控伸展收拢灵活自如、配上仿真硅胶外形仿真度高、握紧力大。

以上所列举的具体实施例仅仅是众多实施例的一种，无法一一列举。凡依本发明的保护范围所做的改进修改和修饰均属于本发明的保护范围，理应受到保护。