本实用新型涉及机械手技术领域，具体涉及一种机械手及基于成像传感器控制的多轴记忆机械手。
背景技术：
机械手能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人进行劳动进行生产、劳作。并且机械手可能够在有害的环境下进行操作，可以保护人身安全。
申请号为201720292529.2的中国专利，一种多关节机械手，其结构包括第一关节机械手臂、第二关节机械手臂、第三关节机械手臂、转换头、感应传感器、转换接头、转换关节枢纽以及固定螺栓口等装置，通过以上装置进行配合，使第一关节机械手臂、第二关节机械手臂以及第三关节机械手臂进行配合具有一定的弯曲度，使该机械手在工作、使用时具有一定的灵活性。但是该种机械手只具有一个活动的部分，而不能像人的手一样具有五根手指具有五个活动的部分，所以其在使用过程中具有一定的局限性。
技术实现要素：
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的机械手没有像人体手掌一样灵活的机械手所带来的缺陷。
为此,一种机械手，包括掌部和分别与所述掌部活动连接的第一手指、第二手指以及第三手指，
所述的第一手指包括依次连接且呈长条状的的第一节指、第二节指和第三节指，所述的第一节指和第二节指通过之间通过第一凸轮机构连接，所述的第二节指和第三节指之间通过第一舵机控制机构连接，所述的第三节指和所述掌部通过第一转动机构连接；
所述的第二手指包括第四节指、第五节指和第六节指，所述的第四节指和第五节指通过第二凸轮机构连接，所述的第五节指和第六节指通过弹性机构连接，所述的第六节指和所述掌部通过第二转动机构连接；
所述的第三手指包括第七节指和第八节指，所述的第七节指和第八节指通过第二舵机控制机构连接，所述的第八节指和所述的掌部之间通过第三舵机控制机构连接。
进一步的，
所述的第一手指设置有三根分别与所述的掌部连接，所述的第二手指和第三手指分别各为一根分别与所述的掌部连接。
进一步的，
所述的三根第一手指、一根第二手指以及一根第三手指位于掌部的排列与人的食指、小拇指、无名指、中指以及大拇指与手掌的排列相同。
进一步的，
至少一根第一手指通过第一连杆机构与所述掌部连接，所述的第一连杆机构包括：
设置位于所述第三节指上部的第二竖轴和第三竖轴；
设置于所述掌部与所述掌部转动连接的第一转动轴；
所述的第一转动轴上部套设有四边形的转动件，所述的转动件的两侧分别设置有第一通孔和第二通孔；
两个结构相同的连杆，在连杆的两侧分别设置有第三通孔和第四通孔，所述的两个连杆的第三通孔分别套设于所述第三竖轴和第四竖轴之上，所述的两个连杆的第四通孔分别与所述的第一通孔和第二通孔对应并分别通过第一固定轴和第二固定轴贯穿连接。
进一步的，
所述的第一凸轮机构包括：
依次啮合的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮；
所述的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮分别一一对应固定连接有第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴；
所述的第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴分别通过轴承与一第一固定板滚动连接；
所述的第一齿轮和第二齿轮分别通过轴承与一第二固定板滚动连接；
所述的第一齿轮与所述第一节指固定连接，所述的第四固定轴其中一端与所述第一固定板滚动连接，另一端与所述第二节指滚动连接。
进一步的，
所述的第一舵机控制机构包括第一电机、第一电机输出轴以及套设于所述第一电机输出轴上的第一主动齿轮；
还包括设置位于所述第三节指上的第一固定架、设置于所述第二节指上的第二固定架，所述的第一固定架和第二固定架分别与所述第三节指和第二节指呈凹字型设置，所述的第一固定架置于第二固定架内，所述的第一固定架和第二固定架分别设置有相对应的第一贯穿孔；
第一贯穿轴，贯穿贯穿孔与第二固定架固定连接与第一固定架滚动连接，所述的第一贯穿轴的一侧设置有第一从动齿轮，与所述第一主动齿轮啮合。
进一步的，
所述的第一转动机构包括：
位于所述第三节指的一侧设置有第一竖轴，所述的掌部设置用于套设所述第一竖轴的第一套筒。
进一步的，
还设置有软轴机构，其包括：
设置于所述第二节指处啮合的第一主动伞齿轮和第一从动伞齿轮，所述的第一从动伞齿轮与所述第四固定轴固定且同轴设置，所述的第一主动伞齿轮同轴固定连接一第五固定轴；
所述的第五固定轴贯穿所述第二节指向外延伸并与所述的第二节指通过轴承滚动连接；
所述的掌部设置有第二电机、第二电机输出轴以及套设于所述第二电机输出轴上的第二主动伞齿轮；
所述的掌部设置有第三固定架，还包括贯穿所述第三固定架与所述固定架通过轴承滚动连接的第六固定轴，所述的第六固定轴的一端同轴固定一第二从动伞齿轮，所述的第二从动伞齿轮与所述第二主动伞齿轮啮合；
所述的第五固定轴与所述的第六固定轴通过弹簧软轴连接。
进一步的，
所述的第一舵机控制机构、第二舵机控制机构以及第三舵机控制机构的结构相同；
所述的第一凸轮机构、第二凸轮机构的结构相同；
所述的第一转动机构、第二转动机构的结构相同；
或
还包括分别呈柱状第一手腕部和第二手腕部，所述的第一手腕部与所述掌部固定连接，所述的第一手腕部与所述第二手腕部通过旋转机构连接，所述的旋转机构包括：
第一弧形结构，两侧分别设置有通孔，与所述第一手腕部的两端分别通过第一旋转轴连接，所述的第一弧形结构与所述第一手腕部转动连接；
第二弧形结构，两侧分别设置有通孔，与所述第二手腕部的两端分别通过第二旋转轴连接，所述的第二弧形结构与所述第二手腕部转动连接；
所述的第一弧形结构的顶端与所述第二弧形结构的顶端固定连接；
所述的第一旋转轴连接一第四舵机的输出轴；
所述的第二旋转轴连接一第五舵机的输出轴。
一种基于成像传感器控制的多轴记忆机械手，包括上述的机械手，还包括：
视觉传感器，用于识别手势，并根据相应的手势生成手势数据；
处理器，分别与所述的视觉传感器、第一舵机、第二舵机、第一电机以及第二电机连接；
存储器，用于预先存储预设的手势输出，将每个不同的手势数据分别对应不同的手势信号；
所述的处理器接收所述手势数据后由存储器内调取与该手势数据相对应的手势信号，并将该手势信号以模拟量的电压信号传递至第一舵机、第二舵机、第一电机以及第二电机，第一舵机、第二舵机、第一电机以及第二电机进行相应动作。
本实用新型技术方案，具有如下优点：
1.本实用新型提供的机械手具有五根手指，能够向人手一样灵活，进行抓、拿、伸展、抱拳、等动作，实现大部分人手能够完成的动作。
2.本实用新型提供的基于成像传感器控制的多轴记忆机械手能够根据人的手势，进行跟随完成相似或者相应的手势及动作，使得该机械手具有突破性进展，可以代替人手进行爆破等高危险工作，进而减少人员伤害，具有较高的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为机械手的结构示意图；
图2为图1中A部的放大示意图；
图3为图1中A部的上视图；
图4为第一手腕部和第二手腕部的连接结构示意图；
图5为基于成像传感器控制的多轴记忆机械手的系统结构示意图。
1、第一手指；2、第二手指；3、第三手指；4、掌部；5、第一手腕部；6、第二手腕部；11、第一节指；12、第二节指；13、第三节指；101、第一齿轮；102、第二齿轮；103、第三齿轮；104、第四齿轮；105、第一从动齿轮；106、第一主动齿轮；107、第二竖轴；108、转动件；109、连杆；121、第一固定架；131、第二固定架；201、第一主动伞齿轮；202、第一从动伞齿轮；203、弹簧软轴；204、第二主动伞齿轮；205、第二从动伞齿轮；51、第一弧形结构；511、第四舵机；61、第二弧形结构；611、第五舵机。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
一种机械手，如图1所示其结构示意图，包括掌部4和分别与掌部4活动连接的第一手指1、第二手指2以及第三手指3，第一手指1、第二手指2以及第三手指3可分别相对与掌部4进行转动运动。
如图2所示A部的局部放大示意图，其中第一手指1包括依次连接且呈长条状的的第一节指11、第二节指12和第三节指13，第一节指11和第二节指12通过之间通过第一凸轮机构连接，第一节指11通过第一凸轮机构相对于第二节指12进行竖直方向上的相对转动。第二节指12和第三节指13之间通过第一舵机控制机构连接，第二节指12可通过第一舵机控制其相对于第三节指13进行竖直方向上的转动运动。第三节指13和掌部4通过第一转动机构连接，第三节指13通过第一转动机构实现其相对于掌部4进行水平转动。通过以上的第一节指11、第二节指12和第三节指13进行分别进行竖直以及水平方向的转动，进而实现其进行抓、拿、抱拳等动作。
在一个实施例中，第一凸轮机构包括依次啮合的第一齿轮101、第二齿轮102、第三齿轮103以及第四齿轮104，第一齿轮101、第二齿轮102、第三齿轮103以及第四齿轮104分别一一对应固定连接有第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴。第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴分别通过轴承与一第一固定板滚动连接，第一齿轮101和第二齿轮102分别通过轴承与一第二固定板滚动连接，第一齿轮101与第一节指11固定连接，第四固定轴其中一端与所述第一固定板滚动连接，另一端与第二节指12滚动连接。通过以上结构，可使第一节指11和第二节指12之间实现联动，即第四齿轮104转动时，依次通过第三齿轮103、第二齿轮102以及第一齿轮101进行传动带动第一节指11进行动作，完成第一节指11和第二节指12在竖直方向上实现相对转动。
在一个实施例中，第一舵机控制机构包括第一电机、第一电机输出轴以及套设于第一电机输出轴上的第一主动齿轮106，通过第一电机带动输出轴进而带动第一主动齿轮106进行转动。还包括设置于第三节指13上的第一固定架121、设置于第二节指12上的第二固定架131，第一固定架121和第二固定架131分别与第三节指13和第二节指12呈凹字型设置，第一固定架121置于第二固定架131内，第一固定架121和第二固定架131分别设置有相对应的第一贯穿孔，第一贯穿轴贯穿贯穿孔与第二固定架131固定连接与第一固定架121滚动连接，第一贯穿轴的一侧设置有第一从动齿轮105，与第一主动齿轮106啮合。通过第一主动齿轮106带动第一从动齿轮105转动，进而带动第一贯穿轴以及第一固定架121置进行转动，因为第一固定架121与第二节指12固定连接，所以通过以上的第一舵机控制机构使得第二节指12相对于第三节指13能够进行竖直方向上的转动。
在一个实施例中，第一转动机构包括位于第三节指13的一侧设置有第一竖轴，掌部4设置用于套设所述第一竖轴的第一套筒，通过第一竖轴和第一套筒可实现第三节指13相对于掌部4的水平转动。
通过以上各个机构的设置，可分别实现第一节指11、第二节指12分别相对于掌部4进行竖直方向上的转动，实现第三节指13相对于掌部4进行水平方向上的转动。
第二手指2包括第四节指、第五节指和第六节指，其中第四节指和第五节指通过第二凸轮机构连接，第五节指和第六节指通过弹性机构连接，第六节指和掌部4通过第二转动机构连接。
在一个实施例中，其中第二凸轮机构与第一凸轮机构相同，第二凸轮机构包括依次啮合的第一齿轮101、第二齿轮102、第三齿轮103以及第四齿轮104，第一齿轮101、第二齿轮102、第三齿轮103以及第四齿轮104分别一一对应固定连接有第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴。第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴以及第四固定轴分别通过轴承与一第一固定板滚动连接，第一齿轮101和第二齿轮102分别通过轴承与一第二固定板滚动连接，第一齿轮101与第四节指固定连接，第四固定轴其中一端与所述第一固定板滚动连接，另一端与第五节指滚动连接。通过以上结构，可使第四节指和第五节指之间实现联动，即第四齿轮104转动时，依次通过第三齿轮103、第二齿轮102以及第一齿轮101进行传动带动第四节指进行动作，完成第四节指和第五节指在竖直方向上实现相对转动。
在一个实施例中，弹性机构可以是柔性轴，柔性轴位于第五节指和第六节指之间，使第五节指和第六节指之间可进行相对转动。
在一个实施例中，第二转动机构与第一转动机构的结构相同，第一转动机构包括位于第六节指的一侧设置有第一竖轴，掌部4设置用于套设所述第一竖轴的第一套筒，通过第一竖轴和第一套筒可实现第六节指相对于掌部4的水平转动。
通过以上各个机构的设置，可分别实现第四节指、第五节指分别相对于掌部4进行竖直方向上的转动，实现第六节指相对于掌部4进行水平方向上的转动。
第三手指3包括第七节指和第八节指，第七节指和第八节指通过第二舵机控制机构连接，第八节指和掌部4之间通过第三舵机控制机构连接。
在一个实施例中，其中第二舵机控制机构包括第三电机，第三电机与第八节指固定连接，第三电机的输出轴与第七节指固定连接，通过第三电机带动第七节指相对于第八节指在竖直方向上进行相对运动。其中第三舵机控制机构包括第四电机，第四电机与掌部4固定连接，第四电机的输出轴与第八节指固定连接，通过第四电机带动第八节指相对于掌部4在竖直方向上进行相对运动。
在一个实施例中，第一手指1设置有三根分别与所述的掌部4连接，第二手指2和第三手指3分别各为一根分别与所述的掌部4连接。三根第一手指1、一根第二手指2以及一根第三手指3位于掌部4的排列与人的食指、小拇指、无名指、中指以及大拇指与手掌的排列相同。通过以上设置，使机械手能够模拟人手的五根手指，进行转动，伸缩等功能。
在一个实施例中，至少一根第一手指1通过第一连杆机构与掌部4连接，其中第一连杆机构包括设置位于第三节指13上部的第二竖轴107和第三竖轴，设置于掌部4与掌部4转动连接的第一转动轴；第一转动轴上部套设有四边形的转动件108，转动件108的两侧分别设置有第一通孔和第二通孔；两个结构相同的连杆109，在连杆109的两侧分别设置有第三通孔和第四通孔，两个连杆109的第三通孔分别套设于第三竖轴和第四竖轴之上，两个连杆109的第四通孔分别与第一通孔和第二通孔对应并分别通过第一固定轴和第二固定轴贯穿连接。通过以上连杆109结构可实现第一手指1相对于掌部4进行水平旋转运动，进而达到模拟手指进行水平运动的效果，进而实现第一手指1的左右摆动。并且该第一手指1优选设置于人体的小拇指处，还有另一根没有设置第一连杆机构的第一手指1设置于人体的食指处，且上述的两根第一手指1通过弹簧连接，当任意其中一根第一手指1被带动时，位于人体小拇指以及食指处的两根第一手指1进行联动，完成类似与人手指进行水平方向上的舒展以及伸缩。
在一个实施例中，还设置有软轴机构，如图3所示，其包括设置于第二节指12处啮合的第一主动伞齿轮201和第一从动伞齿轮202，第一从动伞齿轮202与第四固定轴固定且同轴设置，第一主动伞齿轮201同轴固定连接一第五固定轴。第五固定轴贯穿第二节指12向外延伸并与所述的第二节指12通过轴承滚动连接，掌部4设置有第二电机、第二电机输出轴以及套设于第二电机输出轴上的第二主动伞齿轮204，掌部4设置有第三固定架，还包括贯穿第三固定架与固定架通过轴承滚动连接的第六固定轴，第六固定轴的一端同轴固定一第二从动伞齿轮205，第二从动伞齿轮205与第二主动伞齿轮204啮合，第五固定轴与所述的第六固定轴通过弹簧软轴203连接。通过以上机构，可使第二电机带动第一从动伞齿轮202转动进而带动第四固定轴及第四齿轮104转动，最后带动第一齿轮101及第一指进行转动，实现控制第一指进行竖直方向上的转动。
在一个实施例中，如图4所示，还包括分别呈柱状第一手腕部5和第二手腕部6，第一手腕部5与掌部4固定连接，第一手腕部5与所述第二手腕部6通过旋转机构连接，其中旋转机构包括第一弧形结构51，两侧分别设置有通孔，与所述第一手腕部5的两端分别通过第一旋转轴连接，所述的第一弧形结构51与所述第一手腕部5转动连接；第二弧形结构61，两侧分别设置有通孔，与所述第二手腕部6的两端分别通过第二旋转轴连接，所述的第二弧形结构61与所述第二手腕部6转动连接；第一弧形结构51的顶端与所述第二弧形结构61的顶端固定连接；第一旋转轴连接一第四舵机511的输出轴；第二旋转轴连接一第五舵机611的输出轴。通过以上结构可使第一手腕部5和第二手腕部6进行万向旋转，使该机械手在使用过程中更加实用。在一个实施例中，第二手腕部6可通过一输出轴连接一旋转舵机，用于控制第二手腕部6进行旋转，使该机械手可进行类似于人的手腕的旋转动作。
一种基于成像传感器控制的多轴记忆机械手，如图5所示，包括上述的机械手，如图所示还包括：视觉传感器，用于识别手势，并根据相应的手势生成手势数据；处理器，分别与所述的视觉传感器、第一舵机、第二舵机、第一电机以及第二电机连接；存储器，用于预先存储预设的手势输出，将每个不同的手势数据分别对应不同的手势信号，处理器接收所述手势数据后由存储器内调取与该手势数据相对应的手势信号，并将该手势信号以模拟量的电压信号传递至第一舵机、第二舵机、第一电机以及第二电机，第一舵机、第二舵机、第一电机以及第二电机进行相应动作。本实用新型提供的基于成像传感器控制的多轴记忆机械手能够根据人的手势，进行跟随完成相似或者相应的手势及动作，使得该机械手具有突破性进展，可以代替人手进行爆破等高危险工作，进而减少人员伤害，具有较高的实用性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。