一种全驱动三指灵巧机械手的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业机器人领域，具体涉及一种全驱动三指灵巧机械手。主要用于替 代人手在极限或者有害的环境下对不同物体完成精细、复杂的操作任务。
【背景技术】
[0002] 目前，执行上下料或装配作业的工业机器人多采用结构简单控制方便的两指执行 器，即夹钳式取料手。这种机械手包括两个手指和一个自由度，通过两指的张合，实现对物 体的夹持和定位。但由于这种两指执行器的手指需要根据所夹持物体的形状进行设计，因 此一般只能实现特定的抓取任务，其适应对象的范围极其有限。当执行不同的作业任务时， 需要重新设计手指，因此通用性较差。另外，这种夹钳式取料手对物体的夹持和定位主要依 靠机械手指和抓取物体之间的摩擦力来维持，没有从抓取的几何封闭和力封闭的角度来考 虑，因此抓取精度较低、稳定性和可靠性较差，只适用于对夹持力要求不高的作业。为此本 发明提供一种全驱动三指灵巧机械手，该灵巧手具有多自由度、多运动链协调的特点，能够 通过调整手指的抓握姿态，稳定的抓取形状各异的物体。可实现在不同的环境下对不同物 体完成复杂、精细的操作任务。
【发明内容】
[0003] 本发明的技术目的是克服现有技术中的问题，提供一种具有多自由度、多运动链 协调的全驱动三指灵巧机械手。该灵巧手能够通过调整手指的抓握姿态，稳定的抓取形状 各异的物体。可替代人手实现在不同的环境下对不同物体的复杂、精细的操作任务。
[0004] 为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：一种全驱动三指灵巧机械手。其 特征在于，包括如下部件：包括用于固定安装各个手指组件并与活动手指转动机构相连的 手指安装底座；所述手指安装底座上面设置一个固定手指组件和两个活动手指组件，所述 两个活动手指组件设置在固定手指组件两侧。所述手指安装底座中部设置活动手指转动机 构，所述活动手指转动机构一端与两个活动手指组件相连，一端与转动电机组件相连。所述 手指安装底座外部设置圆柱形底座外壳，所述底座外壳用于固定安装转动电机，并与机器 人腕部相连。
[0005] 前述的全驱动三指灵巧机械手，所述的手指安装底座用于安装活动手指组件、固 定手指组件和活动手指的转动机构。所述的手指安装底座采用碳素钢板材料，设计为圆盘 形结构，方便活动手指组件绕转轴作回转运动。
[0006] 前述的全驱动三指灵巧机械手，所述固定手指组件主要由固定掌指关节、固定掌 指关节轴、近端指关节、近端指关节轴、远端指关节、远端指关节轴、带轮，齿形带、锥齿轮， 指节驱动电机组件组成。驱动电机均固定在掌指关节上，通过锥齿轮、齿形带和带轮远程驱 动关节转动。由于各指节的转动由驱动电机分别驱动，所以固定手指组件可实现各指节相 对独立的弯曲运动。手指结构通过碳素钢板折弯，焊接而成，手指的表面粘附一层橡胶或软 塑料等材料，以减小手指与物体接触时的冲击，同时增大接触摩擦力。
[0007] 前述的全驱动三指灵巧机械手，所述活动手指组件主要由活动手指组件安装板、 活动手指组件转轴、活动掌指关节、活动掌指关节轴、近端指关节、近端指关节轴、远端指关 节、远端指关节轴、带轮，齿形带、锥齿轮，指节驱动电机组件组成。活动掌指关节用于安装 指节驱动电机，并可绕活动手指组件转轴轴线做回转运动。同时，为了方便加工制造、降低 成本，活动手指组件的远端关节部分和近端关节部分和固定手指采用相同的结构。
[0008] 前述的全驱动三指灵巧机械手，所述活动手指转动机构由转动电机组件、主动齿 轮、从动齿轮组成，用于驱动两个活动手指组件绕轴线做回转运动。为减轻重量，两个活动 手指组件转动由同一电机驱动。左侧活动手指由主动齿轮带动两个从动齿轮实现转动，右 侧活动手指由主动齿轮带动一个从动齿轮实现转动，确保两个活动手指始终沿着相反方向 转动。
[0009] 综上所述，本灵巧手具有多自由度、多运动链协调的特点，固定手指组件可实现各 指节相对独立的弯曲运动，两个活动手指组件可实现各指节相对独立的弯曲运动和绕转轴 轴线相反方向的回转运动。该灵巧手能够通过调整手指的抓握姿态和两个活动手指的转动 角度，稳定的抓取形状各异的物体。另外，为了方便加工制造、降低成本，活动手指组件的远 端关节部分和近端关节部分和固定手指采用相同的结构。且两个活动手指组件的回转运动 由同一套驱动电机装置完成，省去很多动力源和减速装置，减轻了重量。本灵巧手可替代 人手在极限或者有害的环境下对不同物体完成复杂、精细的操作任务。因此在工业机器人 领域有广阔的应用前景和重要的社会意义。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的系统结构图； 图2是本发明的活动手指组件图； 图3是本发明的固定手指组件图； 图4是本发明的活动手指转动机构图； 图5是本发明的近端指节图； 图6是本发明的远端指节图。
[0011] 其中图1中的编号分别为：1底座外壳，2活动手指组件1，3固定手指组件，4 活动手指组件2, 5手指安装底座； 图2中的编号分别为：6活动手指组件转轴，7活动手指组件安装板，8活动掌指关 节，9近端关节驱动电机组件，10掌指关节1带轮，11掌指关节3带轮，12近端指关节轴， 13齿形带，14远端关节带轮，15远端指关节，16远端关节轴，17近端指关节，18近端指 关节带轮，19齿形带，20锥齿轮，21掌指关节2带轮，22远端关节驱动电机组件，23锥齿 轮； 图3中的编号分别为：24固定掌指关节1带轮，25齿形带，26固定掌指关节2带轮， 27固定掌指关节，28近端指关节带轮，29齿形带，30远端指关节带轮，31远端指关节，32 远端指关节轴，33近端指关节，34近端指关节轴，35固定掌指关节2轴，36锥齿轮，37锥 齿轮，38固定掌指关节1轴，39远端指节驱动电机组件，40近端指节驱动电机组件； 图4中的编号分别为：41转动电机固定板，42转动电机组件，43从动齿轮1，44主动 齿轮，45从动齿轮2,46从动齿轮3。
【具体实施方式】
[0012] 为了使本发明实现的技术方案、技术特征、达成目的与功能易于明白了解，下面结 合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0013] 如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种全驱动三指灵巧机械手。其特征在 于，包括如下部件：包括用于固定安装各个手指组件并与活动手指转动机构相连的手指安 装底座5 ;所述手指安装底座上面设置一个固定手指组件3、活动手指组件2和活动手指组 件4,所述活动手指组件2和活动手指组件4设置在固定手指组件3两侧。所述手指安装底 座5中部设置活动手指转动机构，所述活动手指转动机构一端与活动手指组件2和活动手 指组件4相连，一端与