机械手指及机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种用于机器人的机械手指及机械手。
【背景技术】
[0002]现有模仿三指段的机械手指的两个关节之间刚性连接，相比人手缺乏柔性自适应特征，抓取易碎物品时容易造成破损。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种机械手指及机械手。
[0004]本实用新型实施方式的机械手指包括:
[0005]中指段;及
[0006]分别与所述中指段两端转动连接的基指段及端指段;及
[0007]变刚度连杆，所述变刚度连杆两端分别与所述基指段及所述端指段转动连接，所述中指段、所述基指段、所述端指段及所述变刚度连杆构成四连杆机构;及
[0008]驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述中指段相对于所述基指段转动以利用所述四连杆机构带动所述端指段相对于所述中指段转动。
[0009]本实用新型实施方式的机械手指通过变刚度连杆实现机械手指之间的柔性连接，并且利用四连杆机构带动所述端指段与所述中指段弯曲联动，由于变刚度连杆可在一定范围内被动伸缩长度，使得机械手指具有受力回转的空间，具有类似人手指肌腱的作用，从而使得机械手指具有柔性自适应特征。
[0010]在某些实施方式中，所述变刚度连杆的数目为两个，所述变刚度连杆分别与所述基指段及所述端指段转动连接且位于所述中指段内的左右两侧。
[0011]在某些实施方式中，所述变刚度连杆的数目为一个，所述变刚度连杆呈U型，所述变刚度连杆置于所述中指段内部。
[0012]在某些实施方式中，所述变刚度连杆的数目为一个，所述变刚度连杆呈I型，所述变刚度连杆置于所述中指段中部。
[0013]在某些实施方式中，所述基指段的顶端外侧与所述中指段的底端外侧转动连接形成第一转轴，所述中指段的顶端内侧与所述端指段的底部内侧转动连接形成第二转轴，所述变刚度连杆的一端与所述基指段的顶端内侧转动连接形成第三转轴，所述变刚度连杆的另一端与所述端指段的底端外侧转动连接形成第四转轴，所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴及所述第四转轴平行。
[0014]在某些实施方式中，所述驱动装置包括拉丝，所述拉丝与所述中指段连接，通过所述拉丝驱动中指段进行转动。
[0015]在某些实施方式中，所述基指段形成有位于顶端外侧与所述中指段底端外侧转动连接形成第一转轴，所述第一转轴之间设置有回位弹簧。在某些实施方式中，所述回位弹簧可以为扭簧或者线簧。
[0016]本实用新型实施方式的机械手包括上述所述的机械手指。
[0017]在某些实施方式中，所述机械手指的数目为至少两个，所述机械手指内侧相对设置。
[0018]在某些实施方式中，所述机械手包括有基座，所述机械手指的所述基指段根部与所述基座转动连接形成第五转轴，所述驱动装置包括有拉丝，通过所述拉丝驱动基指段绕着所述第五转轴转动。
[0019]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0020]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0021 ]图1是本实用新型实施方式的机械手指的立体示意图。
[0022]图2是图1的机械手指另一个视角的立体示意图。
[0023]图3是本实用新型实施方式的变刚度连杆受力分析示意图。
[0024]图4是机械手指的剖面示意图。
[0025]图5是四连杆机构的示意图。
[0026]图6是四连杆机构的工作原理示意图。
[0027]图7是机械手指的基指段立体示意图。
[0028]图8是机械手指的中指段立体示意图。
[0029]图9是机械手指的端指段立体示意图。
[0030]图10是机械手指的中指段与变刚度压缩连杆连接立体示意图。
[0031]图11是本实用新型实施方式的变刚度压缩连杆受力分析示意图。
[0032]图12是本实用新型实施方式的变刚度拉伸连杆受力分析示意图。
[0033]图13是本实用新型实施方式的变刚度压缩连杆立体示意图。
[0034]图14是图13的变刚度压缩连杆的第二连接件立体示意图。
[0035]图15是本实用新型实施方式的变刚度拉伸连杆立体示意图。
[0036]图16是本实用新型实施方式的机械手指的拉丝连接示意图。
[0037]图17是本实用新型实施方式的机械手立体示意图。
【具体实施方式】
[0038]以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
[0039]另外，下面结合附图描述的本实用新型的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型的实施方式，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0040]请参阅图1及图2，本实用新型实施方式的机械手指100包括中指段10、基指段20、端指段30、变刚度连杆40以及驱动装置50。中指段10两端分别与基指段20及端指段30转动连接。变刚度连杆40两端分别与基指段20及端指段30转动连接。中指段10、基指段20、端指段30及变刚度连杆40构成四连杆机构60。驱动装置50用于驱动中指段10相对于基指段20转动以利用四连杆机构60带动端指段30相对于中指段10转动。
[0041]本实用新型实施方式的机械手指100通过变刚度连杆40实现机械手指100之间的柔性连接，并且利用四连杆机构60带动端指段30与中指段10弯曲联动，由于变刚度连杆40可在一定范围内被动伸缩长度，使得机械手指100具有受力回转的空间，具有类似人手指肌腱的作用，从而使得机械手指100具有柔性自适应特征。
[0042]本实施方式中，中指段10、基指段20以及端指段30基本呈椭圆形，当然，在其他实施方式中，中指段10、基指段20以及端指段30可以呈圆形。
[0043]如此，机械手指100模仿人手指的形状。
[0044]请参阅图3，曲线LI表示变刚度连杆40的X(受力)与Y(变形量)之间的关系，直线L2表示刚性连杆的X(受力)与Y(变形量)之间的关系。
[0045]如曲线LI所示，当X(受力)为O时，变刚度连杆40的Y(变形量)为0，即保持原长;当X(受力)大于O时，S卩X(受力)为拉力时，变刚度连杆40的Y(变形量)随着X(受力)的增大呈曲线上升，而当X(受力)增大到一定值时，变刚度连杆40的Y(变形量)不再增大，呈水平直线；当X(受力)小于O时，即X(受力)为压力时，变刚度连杆40的Y(变形量)的值随着X(受力)的值的增大呈曲线增大，而当X(受力)的值增大到一定值时，变刚度连杆40的Y(变形量)的值不再增大，呈水平直线。
[0046]如直线L2所示，当X(受力)变化时，刚性连杆的Y(变形量)保持不变。
[0047]如此，变刚度连杆40具有受力伸缩的性能。
[0048]请参阅图1及图4，本实施方式中，变刚度连杆40的数目为两个。变刚度连杆40分别与基指段20及端指段30转动连接且位于中指段10内的左右两侧。
[0049]如此，提高了机械手指100的自适应性。
[0050]可以理解，在其他实施方式中，变刚度连杆40的数目可以为一个，呈U型或者I型，可以设置于中指段10的内部或者中部，如此可节约机械手指100本身的空间，提高设计自由度，并可以增大变刚度连杆40的刚度变化范围。因此，需要说明的是，变刚度连杆40并不仅限于本实施方式中的数目为两个、呈U型以及位于中指段10内的左右两侧。
[0051 ] 请参阅图5，四连杆机构60a包括连接杆6Ia、连接杆62a、连接杆63a及连接杆64a。其中，连接杆6 Ia与连接杆62a转动连接形成第一转轴612a，连接杆62a与连接杆64a转动连接形成第二转轴624a，连接杆61a与连接杆63a转动连接