一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌。

背景技术：

传统的机器人手指大多采用电机直接驱动，传统电机的功率密度比伴随着电机体积的减小而迅速降低，这使得应用传统电机的机器人手指的传动误差增加、摩擦力增大。同时，采用电机直接驱动实现机器人手指的多自由度运动则必须采用多电机联动，这就使得机器人手指的重量大大增加，在一定程度上降低了安全性，此外，也使得传动机构复杂化，无法达到轻质、灵巧的性能要求，当然，复杂的结构和器件也导致了传动电机驱动机器人手指的制造和使用成本大幅度提高。目前市场上在售的机器人手指基本都是由电机直接驱动的，电机直接驱动的机器人手指在重量、体积、灵活度以及柔顺性上都有较大的缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种结构简单、质量较轻且传动效率高、制造成本低的可弯曲运动的机器人手指。

为了实现上述目的，本发明可以通过如下的技术方案来实现：一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌，包括电机、设在所述电机上的拉杆、固定在所述拉杆上的钢丝绳、固定在所述电机上的掌部及固定在所述掌部上的手指，所述手指包括固定在所述掌部上的五金支架、固定在所述五金支架上的塑胶内盖及固定在所述五金支架上的塑胶外盖，所述手指具有至少两个关节，所述钢丝绳固定于所述手指的自由末端，所述电机通过所述拉杆的前后运动拉动所述钢丝绳前后运动，所述钢丝绳的前后运动带动所述手指绕所述关节弯曲，所述手指上具有使所述手指朝向单侧弯曲的阻挡结构。

进一步地：所述手指包括大拇指及四指，所述四指包括食指、中指、无名指及小拇指，所述四指均具有三个关节，所述大拇指具有两个关节。

进一步地：所述四指包括第一关节、第二关节及第三关节，所述第一关节能够相对于所述掌部枢转，所述第二关节能够相对于所述第一关节枢转，所述第三关节能够相对于所述第二关节枢转，所述第一关节靠近所述掌部且所述第三关节远离所述掌部。

进一步地：所述塑胶内壳安装于所述第一关节、第二关节及第三关节的彼此枢接处，所述塑胶内壳间隔设置，所述塑胶外壳位于所述塑胶内壳的间隔处。

进一步地：所述五金支架包括固定在所述掌部的第一支架、与所述第一支架枢接的第二支架、与所述第二支架枢接的第三支架及与所述第三支架枢接的第四支架，所述钢丝绳固定在所述第四支架上。

进一步地：所述五金支架的枢接处具有枢接孔，所述塑胶内壳通过第一紧固件与所述枢接孔的配合安装在所述五金支架上。

进一步地：所述五金支架的枢接处具有平台部，所述塑胶内壳与所述平台的对应位置处设有与所述平台部配合的平面部，向后拉动所述钢丝绳，所述五金支架朝向远离所述塑胶内壳的所述平面部弯曲，所述平台部与所述平面部构成所述阻挡结构。

进一步地：所述一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌具有相对设置的手背侧和手掌侧，所述五金支架的枢接处靠近手背侧设有平台部，所述塑胶内壳与所述平台部的对应位置处设有与所述平台部配合的平面部，向后拉动所述钢丝绳，所述五金支架朝向所述手掌部弯曲，所述平台部与所述平面部构成所述阻挡结构。

进一步地：所述五金支架上设有固定所述塑胶外壳的凸台，所述凸台通过第二紧固件与所述塑胶外壳安装配合。

进一步地：所述第四支架上设有卡扣部，所述钢丝绳的端部与所述卡扣部卡持配合，所述一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌还包括扣持在所述卡扣部上的盖体，所述塑胶外壳通过螺钉与所述盖体固定。

相较于现有技术，本发明的一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌至少存在以下优点：

(1)具有可弯曲运动手指的机器人手掌设置有拉杆和钢丝绳，钢丝绳固定在手指的自由末端，电机驱动拉杆前后运动，进而带动固定在拉杆上的钢丝绳前后运动，手指具有至少两个关节，通过拉杆的带动可以实现手指的弯曲和伸直运动，传动效率高。

(2)电机驱动钢丝绳的前后运动，进而带动手指绕关节弯曲，手指上具有阻挡结构，可以使得拉杆在拉钢丝绳的时候，手指朝向一侧弯曲，而不能朝向另一侧弯曲，进而实现单侧弯曲，可以使得手指灵活方便且结构简单，降低了制造成本。

(3)手指包括五金支架、塑胶内壳和塑胶外壳，通过五金支架和塑胶壳体的使用，简化了繁琐的传动结构，结构简单，且通过简单的机构来驱动手指弯曲，传动效率高，并且通过塑胶材料包覆在五金支架的外面，使得手掌的整体质量较轻。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌的示意图；

图2为本发明一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌的另一角度示意图；

图3为本发明五金支架的示意图；

图4为本发明五金支架的剖视示意图；

图5为本发明五金支架安装塑胶内壳的示意图；

图6为本发明手指的部分示意图；

图7为本发明手指的部分剖视示意图；

图8为本发明手指的剖视示意图；。

附图标记说明：1、电机；2、拉杆；21、转动部；22、连接部；23、固定槽；3、钢丝绳；31、第一钢丝绳；311、头部；32、第二钢丝绳；4、掌部；40、主体部；41、安装部；42、拇指部；43、四指部；5、手指；51、五金支架；511、第一支架；512、第二支架；5121、第一凸台；5122、第一穿孔；5123、第一平台部；513、第三支架；5131、第二凸台；5132、第二穿孔；5133、第二平台部；514、第四支架；5141、卡扣孔；515、卡扣部；52、第一塑胶外壳；521、第一指节；522、第二指节；5221、第一卡持部；5222、第二卡持部；5223、第三卡持部；5224、第四卡持部；523、第三指节；53、第一塑胶内壳；531、第一弯曲壳体；532、第二弯曲壳体；5321、平面部；5322、弯曲空间；533、第三弯曲壳体；54、第二塑胶外壳；541、第一拇指节；542、第二拇指节；55、第二塑胶内壳；551、近端弯曲壳体；552、远端弯曲壳体；56、盖体；561、螺钉孔；562、凸起部；57、第一枢接孔；58、第二枢接孔；59、第三枢接孔；6、第一紧固件；7、第二紧固件。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图8所示，其示出了本发明的一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌，包括电机1、设在电机1上的拉杆2、固定在拉杆2上的钢丝绳3、固定在电机1上的掌部4及固定在掌部4上的手指5，手指5包括固定在掌部4上的五金支架51、固定在五金支架51上的塑胶内盖及固定在五金支架51上的塑胶外盖，手指5具有至少两个关节，钢丝绳3固定于手指5的自由末端，电机1通过拉杆2的前后运动拉动钢丝绳3前后运动，钢丝绳3的前后运动带动手指5绕关节弯曲，手指5上具有使手指5朝向单侧弯曲的阻挡结构。

具有可弯曲运动手指的机器人手掌设置有拉杆2和钢丝绳3，钢丝绳3固定在手指5的自由末端，电机1驱动拉杆2前后运动，进而带动固定在拉杆2上的钢丝绳3前后运动，手指5具有至少两个关节，通过拉杆2的带动可以实现手指5的弯曲和伸直运动，传动效率高。电机1驱动钢丝绳3的前后运动，进而带动手指5绕关节弯曲，手指5上具有阻挡结构，可以使得拉杆2在拉钢丝绳3的时候，手指5朝向一侧弯曲，而不能朝向另一侧弯曲，进而实现单侧弯曲，可以使得手指灵活方便且结构简单，降低了制造成本。手指5包括五金支架51、塑胶内壳和塑胶外壳，通过五金支架51和塑胶壳体的使用，简化了繁琐的传动结构，结构简单，且通过简单的机构来驱动手指5弯曲，传动效率高，并且通过塑胶材料包覆在五金支架51的外面，使得手掌的整体质量较轻。

参图1-2所示，拉杆2包括固定在电机1上且可以绕转动部21转动的连接部22，连接部22上设有固定钢丝绳3的固定槽23，电机1驱动连接部22前后运动，而钢丝绳3固定在连接部22的固定槽23上，进而带动钢丝绳3前后运动，钢丝绳3的前后运动带动手指5的弯曲和伸直，结构简单且传动效率高。

掌部4连接在手指5与电机1之间，掌部4包括呈平板状的主体部40、自主体部40向后延伸且固定在电机1上的安装部41、自主体部40向前且向外侧延伸的拇指部42及自主体部40向前延伸且与拇指部42间隔设置的四指部43。手指5包括大拇指及四指，四指包括食指、中指、无名指及小拇指，四指均具有三个关节，大拇指具有两个关节。拇指固定连接在拇指部42上，四指固定连接在四指部43上。钢丝绳3包括与四指连接的第一钢丝绳31及与拇指连接的第二钢丝绳32，第一钢丝绳31与第二钢丝绳32的自由末端均具有头部311。头部311的直径大于第一钢丝绳31与第二钢丝绳32的直径，使得钢丝绳3更容易被固定在五金支架51上。大拇指的塑胶内壳包括近端弯曲壳体551及远端弯曲壳体552，大拇指的塑胶外壳包括第一拇指节541和第二拇指节542，第一拇指节541位于近端弯曲壳体551与远端弯曲壳体552之间。

一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌具有相对设置的手背侧和手掌侧，五金支架51的枢接处靠近手背侧设有平台部，塑胶内壳与平台部的对应位置处设有与平台部配合的平面部，向后拉动钢丝绳3，五金支架51朝向手掌部弯曲，平台部与平面部构成阻挡结构。

四指包括第一关节、第二关节及第三关节，第一关节能够相对于掌部4枢转，第二关节能够相对于第一关节枢转，第三关节能够相对于第二关节枢转，第一关节靠近掌部4且第三关节远离4掌部。塑胶内壳安装于第一关节、第二关节及第三关节的彼此枢接处，塑胶内壳间隔设置，塑胶外壳位于塑胶内壳的间隔处。

参图3-8所示，五金支架51包括固定在掌部4的第一支架511、与第一支架511枢接的第二支架512、与第二支架512枢接的第三支架513及与第三支架513枢接的第四支架514，钢丝绳3固定在第四支架514上。五金支架51上设有固定塑胶外壳的凸台，凸台上设有穿孔，凸台通过第二紧固件7与塑胶外壳安装配合，在本实施例中，举例来说，第二支架512的手背侧设有朝外延伸的第一凸台5121，第一凸台5121上设有第一穿孔5122，第二支架512的手背侧设有朝外延伸的第二凸台5131，第二凸台5131上设有第二穿孔5132，第一凸台5121与第二凸台5131的设置均是为了与塑胶外壳对位连接配合，第一凸台5121与第二凸台5131通过设在其上的第一穿孔5131、第二穿孔5132与第二紧固件7的配合，使塑胶外壳固定连接在五金支架51上，有利于简化结构且提高了连接的稳定性。五金支架51的枢接处具有枢接孔，塑胶内壳通过第一紧固件6与枢接孔的配合安装在五金支架51上。第一支架511通过螺钉固定在掌部4上，具体的，第一支架511与第二支架512之间设有第一枢接孔57，第二支架512与第三支架513之间设有第二枢接孔58，第三支架513与第四支架514之间设有第三枢接孔59。

塑胶内壳包括固定在第一支架511与第二支架512上的第一弯曲壳体531、固定在第二支架512与第三支架513上的第二弯曲壳体532及固定在第三支架513与第四支架514上的第三弯曲壳体533。塑胶内壳通过螺钉或螺栓与第一枢接孔57的配合将第一弯曲壳体531固定连接在第一支架511与第二支架512上，塑胶内壳通过螺钉或螺栓与第二枢接孔58的配合将第二弯曲壳体532固定连接在第二支架512与第三支架513上，塑胶内壳通过螺钉或螺栓与第三枢接孔59的配合将第三弯曲壳体533固定连接在第三支架513与第四支架514上。

塑胶外壳包括固定在第二支架512上的第一指节521、固定在第三支架513上的第二指节522及固定在第四支架514上的第三指节523。第一指节521通过第一凸台5121和第一穿孔5122的结构与第二支架512安装配合，第二指节522通过第二凸台5131与第二穿孔5132的结构与第三支架513安装。第四支架514外侧设有卡扣配合在第四支架514上的盖体56，第四支架514从前往后的投影大致呈u形，在呈u形的左、右、下三个方向的壁上均设有卡扣孔5141，盖体56的内侧设有与卡扣孔5141配合的凸起部562，以将盖体56固定在第四支架514上。盖体56的上侧设有与第三指节523固定配合的螺钉孔561。第四支架514上设有卡扣部515，钢丝绳3的端部与卡扣部515卡持配合，一种具有可弯曲运动手指的机器人手掌还包括扣持在卡扣部515上的盖体56，塑胶外壳通过螺钉与盖体56固定。具体的，第四支架514的上侧设有可开合的卡扣部515，即卡扣部515可相对于第四支架514的底壁转动，卡扣部515与底壁之间形成收容第一钢丝绳31头部311的收容空间，可将钢丝绳3牢牢的固定在五金支架51内，增加了传动的稳定性和可靠性。

五金支架51的枢接处具有平台部，塑胶内壳与平台的对应位置处设有与平台部配合的平面部，向后拉动钢丝绳3，五金支架51朝向远离塑胶内壳的平面部弯曲，平台部与平面部构成阻挡结构，不仅简化了结构且降低了制造成本，具体的，第一支架511与第二支架512的枢接处、第二支架512与第三支架513的枢接处及第三支架513与第四支架514的枢接处均具有平台部。在本实施例中，举例来说，第二支架512在手背侧设有第一平台部5123，第三支架513在手背侧设有第二平台部5133，第一平台部5123与第二平台部5133的上表面为平面且在水平方向上的高度一致。塑胶外壳与平台部的配合处具有平面部，在本实施例中，举例来说，在第一平台部5123与第二平台部5133的对应位置处，第二弯曲壳体532上包括设在第一平台部5123与第二平台部5133一侧的平面部5321及设在第一平台部5123与第二平台部5133另一侧的弯曲空间5322。因为钢丝绳3的头部311与第四支架514固定连接，而各个互相连接的支架之间又具有枢接结构，所以在拉紧钢丝绳3时，各个互相连接的支架之间会发生转动，这时通过设置的平台部与平面部的配合，使平台部抵接在平面部上，并利用弯曲空间5322，各个互相连接的支架只能朝向手掌侧弯曲，利用此结构，拉动钢丝绳3就可以使得手指5只能朝手掌侧单侧弯曲，不仅结构简单且传动效率高。

塑胶外壳包括互相配合的上壳与下壳，上壳与下壳环绕五金支架51，上壳与下壳之间通过卡扣配合连接，下壳的侧壁上设有两个第一卡持部5221及位于两个第一卡持部5221中间且位于第一卡持部5221上方的第二卡持部5222，上壳上设有与第一卡持部5221卡扣配合的第三卡持部5223及与第二卡持部5222卡扣配合的第四卡持部5224，通过卡扣配合，简化了结构且拆装方便。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。