专利名称：一种机器人同步灵巧机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能机器人的局部设计，尤其涉及一种用于智能机器人的同步控制灵巧机械手。
背景技术：
机械手外形类似于人手，功能多样，既能进行各种常规动作，又能平稳抓持各种形状的物体。相对于简单的末端操作器，机器人灵巧手具有通用性强、感知能力丰富、能够实现满足几何封闭和力封闭的精确、稳固抓取等优点。灵巧手在运动学结构上越来越接近人手，但在灵活程度和触觉感知程度方面的设计仍有欠缺。因此，提供一种具有高触觉感知度、高仿真度、手指灵巧的机械手已是一个亟需解决的问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种机器人同步灵巧机械手，能够通过感知使用者手部的动作实现同步运动，便于控制，集高仿真、高触觉感知度和高灵活度等多种优点于一体。为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是一种机器人同步灵巧机械手，包括机械手、控制手套以及信号传输装置，所述机械手包括手掌和手指，所述手掌包括连接板、掌壳和安装在掌壳内并与所述手指相连的摇摆装置，所述手指包括至少两个指关节和设置在相邻指关节之间的弯折器，所述控制手套上设置有弯曲传感器，所述信号传输装置包括设置在所述控制手套上的信号发射器和设置在所述机械手上的信号接收器。作为本实用新型的一种优选技术方案，所述手指包括拇指、食指、中指、无名指和小拇指，所述拇指包括指根和两个指关节，所述食指、中指、无名指和小拇指均包括指根和三个指关节。作为本实用新型的一种优选技术方案，所述摇摆装置包括用来控制所述食指、中指、无名指和小拇指的减速电机I、减速电机I的固定架、与减速电机I轴接的齿轮I、与齿轮I啮合的冠齿轮I、与冠齿轮I同轴连接的编码盘I、与冠齿轮I相连的摇摆杆、设置在所述手指与所述掌壳之间的推力轴承以及用来控制拇指的舵机，所述摇摆杆与所述食指、中指、无名指和小拇指的指根通过曲柄滑块结构相连接。作为本实用新型的一种优选技术方案，所述弯折器包括转轴、减速电机II、与减速电机II轴接的齿轮II、与齿轮II啮合并与所述转轴同轴的冠齿轮II以及与冠齿轮II轴接的编码盘II，所述冠齿轮II与所述指关节的内壁固定连接。作为本实用新型的一种优选技术方案，所述连接板开设穿线孔。采用上述技术方案所产生的有益效果在于本实用新型能够通过控制手套上的弯曲传感器检测使用者手部动作，并通过信号传输装置将检测信号传送到机械手，机械手根据接收到的检测信号并通过手掌上的摇摆装置和手指上的弯折器分别实现手指的摇摆和指关节的弯折、伸展，实现使用者和机械手的动作同步，操作简单，集高仿真、高触觉感知度和高灵活度等多种优点于一体。
图I是本实用新型的整体结构示意图。图2是本实用新型的手指部分结构示意图。图3是本实用新型的手掌部分结构示意图。图中1、连接板2、减速电机I 3、固定架4、齿轮I 5、冠齿轮I 6、摇摆杆
7、指根8、掌壳9、减速电机II 10、齿轮II 11、转轴12、冠齿轮II 13、舵机14、拇指15、食指16、中指17、无名指18、小拇指19、指关节20、穿线孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。参看附图，本实用新型一个具体实施方式
的结构中包括机械手、控制手套以及信号传输装置，机械手包括手掌和手指，手掌包括开设有穿线孔20的连接板I、掌壳8和安装在掌壳8内并与手指相连的摇摆装置，手指包括至少两个指关节19和设置在相邻指关节19之间的弯折器，控制手套上设置有弯曲传感器，信号传输装置包括设置在控制手套上的信号发射器和设置在机械手上的信号接收器。手指包括姆指14、食指15、中指16、无名指17和小姆指18,姆指14包括指根7和两个指关节19，食指15、中指16、无名指17和小拇指18均包括指根7和三个指关节19。摇摆装置包括用来控制食指15、中指16、无名指17和小拇指18的减速电机I 2、减速电机I 2的固定架3、与减速电机I 2轴接的齿轮I 104、与齿轮I 4啮合的冠齿轮I 5、与冠齿轮I 5同轴连接的编码盘I、与冠齿轮I 5相连的摇摆杆6、设置在手指与掌壳8之间的推力轴承以及用来控制拇指14的舵机13，摇摆杆6与食指15、中指16、无名指17和小拇指18的指根7均通过曲柄滑块结构相连接。弯折器包括转轴11、减速电机II 9、与减速电机II 9轴接的齿轮II 10、与齿轮II 10
啮合并与转轴11同轴的冠齿轮II 12以及与冠齿轮II 12轴接的编码盘II，冠齿轮II 12与指关节19的内壁固定连接。使用时，使用者戴上控制手套进行各种动作，控制手套上的弯曲传感器检测使用者手部的动作，并通过信号传输装置将检测信号传送到机械手，机械手根据接收到的检测信号并通过手掌上的摇摆装置和手指上的弯折器分别实现手指的摇摆和指关节的弯折、伸展，具体来讲，减速电机I 2依次带动齿轮I 4、冠齿轮I 5和摇摆杆6进行运动，食指15、中指16、无名指17和小拇18被对应的摇摆杆6带动而进行摇摆动作，舵机13可以控制拇指14的屈伸，减速电机II 9依次带动齿轮II 10和冠齿轮II 12进行运动，冠齿轮II 12可以带动指关节19围绕转轴11进行相对转动，进而表现为指关节19的弯折动作，编码盘I和编码盘II能够分别测量冠齿轮I 5和冠齿轮II 12的转动量并进行信息反馈，实现使用者和机械手的动作同步，操作简单，集高仿真、高触觉感知度和高灵活度等多种优点于一体。另外，推力轴承可以减少手指与掌壳8之间的摩擦，增强手指动作的灵活性；穿线孔20用于穿入导线以实现机械手与外部的信息传输，连接板I用于连接机械手与外部零件的机械连接。上述描述仅作为本实用新型可实施的技术 方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。
权利要求1.一种机器人同步灵巧机械手，其特征在于包括机械手、控制手套以及信号传输装置，所述机械手包括手掌和手指，所述手掌包括连接板、掌壳和安装在掌壳内并与所述手指相连的摇摆装置，所述手指包括至少两个指关节和设置在相邻指关节之间的弯折器，所述控制手套上设置有弯曲传感器，所述信号传输装置包括设置在所述控制手套上的信号发射器和设置在所述机械手上的信号接收器。
2.根据权利要求I所述的机器人同步灵巧机械手，其特征在于所述手指包括拇指、食指、中指、无名指和小姆指，所述姆指包括指根和两个指关节，所述食指、中指、无名指和小拇指均包括指根和三个指关节。
3.根据权利要求2所述的机器人同步灵巧机械手，其特征在于所述摇摆装置包括用来控制所述食指、中指、无名指和小拇指的减速电机I、减速电机I的固定架、与减速电机I轴接的齿轮I、与齿轮I啮合的冠齿轮I、与冠齿轮I同轴连接的编码盘I、与冠齿轮I相连的摇摆杆、设置在所述手指与所述掌壳之间的推力轴承以及用来控制所述拇指的舵机，所述摇摆杆与所述食指、中指、无名指和小拇指的指根通过曲柄滑块结构相连接。
4.根据权利要求I所述的机器人同步灵巧机械手，其特征在于所述弯折器包括转轴、减速电机II、与减速电机II轴接的齿轮II、与齿轮II啮合并与所述转轴同轴的冠齿轮II以及与冠齿轮II轴接的编码盘II，所述冠齿轮II与所述指关节的内壁固定连接。
5.根据权利要求I所述的机器人同步灵巧机械手，其特征在于所述连接板开设穿线孔。
专利摘要本实用新型公开了一种机器人同步灵巧机械手，包括机械手、控制手套以及信号传输装置，所述机械手包括手掌和手指，所述手掌包括连接板、掌壳和安装在掌壳内并与所述手指相连的摇摆装置，所述手指包括至少两个指关节和设置在相邻指关节之间的弯折器，所述控制手套上设置有弯曲传感器，所述信号传输装置包括设置在所述控制手套上的信号发射器和设置在所述机械手上的信号接收器。本实用新型能够通过感知使用者手部的动作实现同步运动，便于控制，集高仿真、高触觉感知度和高灵活度等多种优点于一体。
文档编号B25J15/08GK202572399SQ20122021740
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者石九龙, 赵新灿, 袁帅, 何清叶, 李航宇, 潘世豪, 孙嘉琪 申请人:郑州大学