一种拟人全驱动五指灵巧机械手的制作方法

本实用新型涉及拟人全驱动五指灵巧机械手技术领域，具体为一种拟人全驱动五指灵巧机械手。

背景技术：

随着现代科学技术的快速发展和机器人应用领域的不断扩大，原有的机器人末端操作器已经不能满足当今生产需求，为了克服普通末端操作器夹持方式单一、活动空间小、缺少灵活性、难以精确控制等缺点，灵巧型机械手应运而生，灵巧手有多个自由度，可以抓取多种形状、不同材质的物体，还可以对所抓持的物体进行精细操作，但是现有市面上的机械手体积较大且重量较高，另外机械手非五指全驱动，灵巧性不足，为此，我们提出一种拟人全驱动五指灵巧机械手。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种拟人全驱动五指灵巧机械手，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：一种拟人全驱动五指灵巧机械手，包括手掌固定块，所述手掌固定块的内腔固定设置有蓄电池，所述蓄电池的外壁上电性连接有集成单片机，所述手掌固定块的后侧壁顶部和底部均固定设置有安装板，两组所述安装板之间通过轴承活动装配有五组结构相同的转动轴，且五组所述转动轴的外壁上均固定装配有转动齿轮，且五组所述转动轴的外壁上固定装配有手指组件，下侧所述安装板的顶部固定设置有固定块，且所述固定块上固定设置有摆动电机，且所述摆动电机的输出端固定连接有和转动齿轮相啮合的蜗杆，所述手指组件包括通过固定架固定在转动轴外壁上的第一关节外壳，所述第一关节外壳内腔固定设置有第一电机，所述第一电机的输出端延伸出第一关节外壳后固定连接有第一主锥齿轮，所述第一主锥齿轮的外侧啮合装配有第一副锥齿轮，且所述第一副锥齿轮上固定装配有和第一关节外壳活动铰接的安装轴，且所述安装轴的端部和第二关节外壳固定装配，所述第二关节外壳的内腔固定设置有第二电机，所述第二电机的输出端延伸出第二关节外壳后固定连接有第二主锥齿轮，所述第二主锥齿轮的外侧啮合装配有第二副锥齿轮，且所述第二副锥齿轮上固定装配有和第二关节外壳活动铰接的安装轴，且所述安装轴的端部和第三关节外壳固定装配，所述第三关节外壳内腔固定设置有第三电机，所述第三电机的输出端延伸出第三关节外壳后固定连接有第三主锥齿轮，所述第三主锥齿轮的外侧啮合装配有第三副锥齿轮，且所述第三副锥齿轮上固定装配有和第三关节外壳活动铰接的安装轴，且所述安装轴的端部和指尖固定装配。

优选的，两组所述安装板之间的距离大于第一关节外壳的高度，且所述安装板的宽度和手掌固定块的宽度相同，且所述安装板的侧壁为弧形。

优选的，所述蓄电池和集成单片机均和五组摆动电机、五组第一电机、五组第二电机和五组第三电机电性连接。

优选的，所述第一关节外壳、第二关节外壳和第三关节外壳的外壁上均固定设置有和安装轴活动铰接的固定支架，且所述第二关节外壳、第三关节外壳和指尖的外壁上固定设置有和固定支架相适配的安装架，且安装架和安装轴固定连接。

优选的，所述第一主锥齿轮、第二主锥齿轮和第三主锥齿轮的尺寸均和固定支架尺寸相适配，且所述第一副锥齿轮、第二副锥齿轮和第三副锥齿轮的尺寸和安装架的尺寸相适配。

优选的，所述指尖为圆锥形，且五组所述手指组件均为碳纤维等轻质材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设计合理，机械手的每个关节的动作驱动机构采用电机带动主锥齿轮转动，通过主锥齿轮和副锥齿轮的啮合带动副锥齿轮转动的方式完成关节的相对转动，从而可实现单个关节的单独动作，自由度较高，并且在完成动作之后可以利用主锥齿轮和副锥齿轮的啮合实现自锁，安全性较高，另外，通过转动的摆动电机可以带动蜗杆转动，从而通过蜗杆和转动齿轮的啮合带动转动齿轮和转动轴同步转动，从而能够带动手指组件整体发生一定角度的转动，能够增加五组手指组件的可控范围，能够根据货物的尺寸大小进行调整，适应性较强。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型局部装配结构示意图。

图中：1手掌固定块、2蓄电池、3集成单片机、4安装板、5转动轴、6转动齿轮、7手指组件、8固定架、9第一关节外壳、10蜗杆、11固定块、12摆动电机、13第一电机、14第一主锥齿轮、15第一副锥齿轮、16安装轴、17第二关节外壳、18第二电机、19第二主锥齿轮、20第二副锥齿轮、21第三关节外壳、22第三电机、23第三主锥齿轮、24第三副锥齿轮、25指尖。

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和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种拟人全驱动五指灵巧机械手，包括手掌固定块1，手掌固定块1的内腔固定设置有蓄电池2，蓄电池2的外壁上电性连接有集成单片机3，手掌固定块1的后侧壁顶部和底部均固定设置有安装板4，两组安装板4之间通过轴承活动装配有五组结构相同的转动轴5，且五组转动轴5的外壁上均固定装配有转动齿轮6，且五组转动轴5的外壁上固定装配有手指组件7，下侧安装板4的顶部固定设置有固定块11，且固定块11上固定设置有摆动电机12，且摆动电机12的输出端固定连接有和转动齿轮6相啮合的蜗杆10，手指组件7包括通过固定架8固定在转动轴5外壁上的第一关节外壳9，第一关节外壳9内腔固定设置有第一电机13，第一电机13的输出端延伸出第一关节外壳9后固定连接有第一主锥齿轮14，第一主锥齿轮14的外侧啮合装配有第一副锥齿轮15，且第一副锥齿轮15上固定装配有和第一关节外壳9活动铰接的安装轴16，且安装轴16的端部和第二关节外壳17固定装配，第二关节外壳17的内腔固定设置有第二电机18，第二电机18的输出端延伸出第二关节外壳17后固定连接有第二主锥齿轮19，第二主锥齿轮19的外侧啮合装配有第二副锥齿轮20，且第二副锥齿轮20上固定装配有和第二关节外壳17活动铰接的安装轴16，且安装轴16的端部和第三关节外壳21固定装配，第三关节外壳21内腔固定设置有第三电机22，第三电机22的输出端延伸出第三关节外壳21后固定连接有第三主锥齿轮23，第三主锥齿轮23的外侧啮合装配有第三副锥齿轮24，且第三副锥齿轮24上固定装配有和第三关节外壳21活动铰接的安装轴16，且安装轴16的端部和指尖25固定装配。

请参阅图1，两组安装板4之间的距离大于第一关节外壳9的高度，且安装板4的宽度和手掌固定块1的宽度相同，且安装板4的侧壁为弧形，便于五组手指组件7的安装；

蓄电池2和集成单片机3均和五组摆动电机12、五组第一电机13、五组第二电机18和五组第三电机22电性连接；

请参阅图1，第一关节外壳9、第二关节外壳17和第三关节外壳21的外壁上均固定设置有和安装轴16活动铰接的固定支架，且第二关节外壳17、第三关节外壳21和指尖25的外壁上固定设置有和固定支架相适配的安装架，且安装架和安装轴16固定连接；

第一主锥齿轮14、第二主锥齿轮19和第三主锥齿轮23的尺寸均和固定支架尺寸相适配，且第一副锥齿轮15、第二副锥齿轮20和第三副锥齿轮24的尺寸和安装架的尺寸相适配，保证锥齿轮组在转动啮合时不会和固定支架及安装架发生干涉；

指尖25为圆锥形，且五组手指组件7均为碳纤维等轻质材料，实现手指组件7的轻量化，便于增加机械手的灵活性。

工作原理：通过集成单片机3控制第一电机13正转，可以带动第一主锥齿轮14转动，从而带动第一副锥齿轮15转动，从而可以通过安装轴16带动第二关节外壳17绕着安装轴16转动，即可完成第二关节外壳17的关节动作，通过集成单片机3控制第二电机18正转，可以带动第二主锥齿轮19转动，从而带动第二副锥齿轮20转动，从而可以通过安装轴16带动第三关节外壳21绕着安装轴16转动，即可完成第三关节外壳21的关节动作，通过集成单片机3控制第三电机22正转，可以带动第三主锥齿轮23转动，从而带动第三副锥齿轮24转动，从而可以通过安装轴16带动指尖25绕着安装轴16转动，即可完成指尖25的关节动作，第一电机13、第二电机18和第三电机22反转时，即可实现第二关节外壳17、第三关节外壳21和指尖25的复位，机械手的每个关节的动作驱动机构采用电机带动主锥齿轮转动，通过主锥齿轮和副锥齿轮的啮合带动副锥齿轮转动的方式完成关节的相对转动，从而可实现单个关节的单独动作，自由度较高，并且在完成动作之后可以利用主锥齿轮和副锥齿轮的啮合实现自锁，安全性较高，另外，通过集成单片机3控制单组摆动电机12转动，从而通过摆动电机12带动蜗杆10转动，从而通过蜗杆10和转动齿轮6的啮合带动转动齿轮6和转动轴5同步转动，从而能够带动手指组件7整体发生一定角度的转动，能够单独控制五组手指组件7的摆动角度，能够根据货物的尺寸大小进行调整，提高了机械手对货物的适应性。

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。