一种偏摆机械手指和机械手的制作方法

1.本实用新型涉及机械手爪领域，具体是一种偏摆机械手指和机械手。


背景技术：

2.机械手是一种能模仿人手和手臂的某些动作功能，按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动化操作装置。为降低成本、节省劳动力、增加效率、保障产品质量减少恶劣环境下人工作业，其被大量采用。按外观结构形式，机械手主要可分为两大类：一类是为高效地完成特定动作而设计的机械手，这种机械手的机械结构简单，自由度较少，主要用在工厂自动化中。另一类是完全按照人手形状设计成的拥有五根手指的灵巧型机械手，这类机械手自由度较多，更灵巧，更接近人手可以协助人完成更复杂的工作。如用于外科手术的感应型仿生机械手臂，可以进行远程控制完成手术，作为残疾人和瘫痪人员的假肢，帮助病人生活自理。因此，仿人手五指机械手用途、意义重大，一直是仿生机器人研究的重点。
3.然而现有技术中的机械手爪的单个手指普遍只能完成包络动作而不能实现偏摆动作，另一方面，现有技术中的机械手爪在关节的连接结构中多是采用的带轮传动，而带轮传动中所用到的传送带由于本身的性质在长期的牵引拉伸过程中也存在易损耗、稳定性能差的问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的机械手爪无法实现偏摆以及易损耗、稳定性能差的技术问题，本实用新型提供了一种偏摆机械手指，解决了上述技术问题。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.本实用新型提供了一种偏摆机械手指，包括：基架；手指，所述手指连接在所述基架上；偏摆模组，所述偏摆模组包括固定连接在所述基架上的偏摆齿轮和驱动所述偏摆齿轮的驱动电机。
7.进一步地，所述驱动电机的输出轴上固定地连接有偏摆驱动齿轮，所述驱动电机通过偏摆驱动齿轮驱动所述偏摆齿轮。
8.进一步地，所述偏摆驱动齿轮通过变速齿轮间接驱动所述偏摆齿轮。
9.进一步地，所述手指包括至少一个指节，所述指节内置有驱动臂和联动臂，所述联动臂的第一端为联动臂铰接端，所述联动臂的第二端为联动臂自由端，所述联动臂固定连接于指节，所述驱动臂的第一端为驱动臂受力端，所述驱动臂的第二端为驱动臂驱动端，所述驱动臂驱动端与所述联动臂自由端联动以带动所述联动臂绕所述联动臂铰接端偏转。
10.进一步地，还包括摆臂和直线模组，所述摆臂可自由偏摆地连接在所述基架上，所述直线模组通过所述摆臂驱动所述驱动臂受力端。
11.进一步地，所述摆臂中部与所述基架铰接形成为摆臂铰接部，所述摆臂的第一端为摆臂受力端，所述摆臂受力端与所述直线模组的驱动端铰接，所述摆臂的第二端为摆臂驱动端，所述摆臂驱动端用于驱动所述驱动臂受力端。
12.进一步地，所述直线模组包括：滑杆，所述滑杆固定连接在所述基架上；滑块，所述滑块可活动地配合在所述滑杆上，所述滑块的一侧开设有直齿；电机，所述电机设置在所述基架上，所述电机的输出轴上固定地连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述滑块上的直齿啮合。
13.进一步地，所述直线模组通过推杆驱动所述驱动臂受力端，所述推杆的一端铰接在所述滑块上，所述推杆的另一端与所述摆臂驱动端铰接。
14.本实用新型的另一方面还提供了一种机械手，包括：上述的偏摆机械手指；壳体，所述壳体形成有容纳空间；所述偏摆机械手指的直线模组和偏摆模组内置于所述壳体的容纳空间，所述偏摆机械手指的指节外置于所述壳体。
15.基于上述结构，本实用新型所能实现的技术效果为：
16.1.本实用新型的偏摆机械手指的手指与基架连接，基架上固定连接有偏摆齿轮，驱动电机驱动偏摆齿轮时，基架随着偏摆齿轮的转动而偏摆，从而使得连接在基架上的手指实现偏摆。
17.2.本实用新型的指节内置有驱动臂和联动臂，联动臂铰接端铰接在基架上，联动臂自由端设置有两个铰接点，分别用于连接下一指节驱动臂受力端和联动臂铰接端，同时下一指节联动臂铰接端也设置有两个铰接点，分别用于连接上一指节驱动臂驱动端和联动臂自由端，基于此，本实施例的指节的连接与传动均采用的是连杆组件结构，使得本实施例的指节运行起来更为稳定。
18.3.本实用新型的机械手可在壳体上设置五根偏摆机械手指，壳体内置偏摆机械手指的直线模组和偏摆模组，偏摆机械手指的指节伸出壳体，形成一个仿形机械手，且各个手指都可以实现包络和偏摆，具有很高的实用价值。
附图说明
19.图1是本实用新型的偏摆机械手指的整体结构示意图；
20.图2是本实用新型的偏摆机械手指将驱动电机隐藏后的示意图；
21.图3是本实用新型的偏摆机械手指将驱动电机隐藏后的另一视角的示意图；
22.图4是本实用新型的偏摆机械手指的指节的示意图；
23.图5是本实用新型的偏摆机械手指的指节的另一视角示意图；
24.图6是本实用新型的偏摆机械手指的指节的又一视角示意图；
25.图7是本实用新型的机械手的示意图。
26.其中：1
‑
基架，11
‑
偏摆齿轮，12
‑
摆臂，121
‑
摆臂铰接部，122
‑
摆臂受力端，123
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摆臂驱动端，13
‑
滑杆，14
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滑块，15
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推杆；2
‑
指节，21
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驱动臂，211
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驱动臂受力端，212
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驱动臂驱动端，22
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联动臂，221
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联动臂铰接端，222
‑
联动臂自由端；3
‑
驱动电机，31
‑
偏摆驱动齿轮；4
‑
电机，41
‑
驱动齿轮；5
‑
壳体。
具体实施方式
27.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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用
新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
31.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
32.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
33.现有技术中的机械手爪的单个手指普遍只能完成包络动作而不能实现偏摆动作，另一方面，现有技术中的机械手爪在关节的连接结构中多是采用的带轮传动，而带轮传动中所用到的传送带由于本身的性质在长期的牵引拉伸过程中也存在易损耗、稳定性能差的问题。为了解决上述机械手爪无法实现偏摆以及易损耗、稳定性能差的技术问题，本实用新型提供了一种偏摆机械手指以解决上述技术问题。
34.如图1
‑
6所示，本实用新型提供了一种偏摆机械手指，包括：基架1、与基架1连接的手指和偏摆模组，偏摆模组包括固定连接在基架1上的偏摆齿轮11和驱动所述偏摆齿轮11的驱动电机3。
35.本实施例的偏摆机械手指的手指与基架1连接，基架1上固定连接有偏摆齿轮11，驱动电机3驱动偏摆齿轮11时，基架1随着偏摆齿轮11的转动而偏摆，从而使得连接在基架1上的手指实现偏摆。
36.根据本技术的一个具体实施例，驱动电机3的输出轴上固定地连接有偏摆驱动齿轮31，驱动电机3通过偏摆驱动齿轮31驱动偏摆齿轮11。当然，也可以根据实际需要，在偏摆驱动齿轮31与偏摆齿轮11之间设置变速齿轮或变速齿轮组以调节速率。
37.为了使本实施的手指获得更好地包络效果，手指包括至少一个指节2，指节2内置有驱动臂21和联动臂22，联动臂22的第一端为联动臂铰接端221，联动臂的22第二端为联动臂自由端222，联动臂22固定连接于指节2，驱动臂21的第一端为驱动臂受力端211，驱动臂21的第二端为驱动臂驱动端212，驱动臂驱动端212与联动臂自由端222联动以带动联动臂22绕所述联动臂铰接端221偏转。
38.本实施例中的指节2内置有驱动臂21和联动臂22，联动臂铰接端221铰接在基架1上，联动臂自由端222设置有两个铰接点，分别用于连接下一指节2驱动臂受力端211和联动臂铰接端221，同时下一指节2联动臂铰接端221也设置有两个铰接点，分别用于连接上一指节2驱动臂驱动端212和联动臂自由端222，基于此，本实施例的指节2的连接与传动均采用的是连杆组件结构，使得本实施例的指节2运行起来更为稳定。
39.为了更好地驱动手指及指节2的运动，本实施例的偏摆机械手指还包括摆臂12和直线模组，摆臂12可自由偏摆地连接在基架1上，直线模组通过摆臂12驱动驱动臂受力端211。
40.根据本技术的一个具体实施例，摆臂12呈三角形，摆臂12中部即三角形的一个角与基架1铰接形成为摆臂铰接部121，摆臂12的第一端即三角形的第二个角为摆臂受力端122，摆臂受力端122与直线模组的驱动端铰接，摆臂12的第二端即三角形的第三个角为摆臂驱动端123，摆臂驱动端123用于驱动驱动臂受力端211。
41.根据本技术的一个具体实施例，直线模组包括固定连接在基架1上的滑杆13、可活动地配合在所述滑杆13上的滑块14以及电机4，电机4设置在基架1上，电机4的输出轴上固定地连接有驱动齿轮41，驱动齿轮41与滑块14一侧开设的直齿啮合。
42.根据本技术的一个具体实施例，直线模组通过推杆15驱动驱动臂受力端211，推杆15的一端铰接在滑块14上，推杆15的另一端与摆臂驱动端123铰接，滑块14运动时通过推杆15将动力传递给驱动臂21。
43.如图7所示，本实用新型还提供了一种机械手，包括至少一个上述的偏摆机械手指以及壳体5，壳体5整体呈手掌形并形成有容纳空间，偏摆机械手指的直线模组和偏摆模组内置于壳体5的容纳空间，偏摆机械手指的指节2外置于壳体5。具体地，偏摆模组中的偏摆齿轮11的转轴可活动地设置在壳体5内以使偏摆齿轮11的转动更为稳定。
44.基于上述基本结构，本实用新型的机械手可在壳体5上设置五根偏摆机械手指，壳体5内置偏摆机械手指的直线模组和偏摆模组，偏摆机械手指的指节2伸出壳体，形成一个仿形机械手，且各个手指都可以实现包络和偏摆，具有很高的实用价值。
45.应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。