一种牵引式辅助机械手的制作方法

本发明涉及辅助抓握物品及递送的工具相关领域，具体而言，涉及一种牵引式辅助机械手。

背景技术：

在现今的生活下，科技日新月异，机械手是一种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，可以代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作，以保护人身的安全，因而被广泛使用，现有的机械手按驱动方式可以分为液压式、气动式、电动式和机械式，均需要通过前期编程来完成各种预期作业，且结构复杂，需要电力驱动，不适用于日常使用，在实际的日常使用过程中，常会出现人手长度较短，不能拿去待拿取物品，或少量待拿取物品的拿取环境较为恶劣等情况，使用现有机械手，投入较大，较为浪费资源，为此出现一种两指的抓握装置，通过连接杆、连接线及手握夹控制两指捏合，实现抓取动作，但是该抓握装置施力点少，抓握力度小，抓取的物品容易掉落，且与人手的适配度低，灵活度低。

技术实现要素：

本发明提出了一种新的牵引式辅助机械手，要解决的技术问题是现有抓握装置施力点较少，抓握力度小，与人手适配度低，灵活度较低的问题。

有鉴于此，本发明提出了一种新的一种牵引式辅助机械手，包括机械手和机械臂，所述机械手包括手掌及与手掌相连的第一手指和若干个第二手指，所述第一手指包括第一指节、第二指节和第一连接件，所述第一指节的末端通过所述第一连接件可折叠连接于所述第二指节的顶端，所述第二指节的末端通过所述第一连接件可折叠连接于所述手掌的顶端，所述第一指节弯折面的末端设置有第一固定锚点，所述第二指节的弯折面设置有第一通线孔，所述第一通线孔内设置有第一承线轴，每个所述第二手指均包括第三指节、第四指节、第五指节和第二连接件，所述第三指节的末端通过所述第二连接件可折叠连接于所述第四指节的顶端，所述第四指节的末端通过所述第二连接件可折叠连接于所述第五指节的顶端，所述第五指节的末端通过所述第二连接件可折叠连接于所述手掌的顶端，所述第三指节弯折面的末端设置有第二固定锚点，所述第四指节和所述第五指节的弯折面均设置有第二通线孔，所述第二通线孔内均设置有第二承线轴，所述手掌内设置有第一通线槽，所述手掌的末端弯折面设置有第三固定锚点；所述机械臂包括手臂连接杆、第三连接件、固定带、第一牵引线、第三牵引线和与所述第二手指对应设置的第二牵引线，所述手臂连接杆的顶端通过所述第三连接件可折叠连接于所述手掌的末端，所述手臂连接杆的末端设置有所述固定带，所述手臂连接杆的内部设置有第二通线槽，所述手臂连接杆的中部设置有定位支架，所述定位支架的顶部设置有第二牵引架，所述定位支架的中部设置有第三牵引架，所述定位支架的末端设置有第一牵引架，所述定位支架的底部通过固定转轴转动连接与所述手臂连接杆，所述第一牵引线的一端设置在所述第一固定锚点，另一端穿过所述第一牵引架设置有第一牵引环，所述第二牵引线的一端设置在所述第二固定锚点，另一端穿过所述第二牵引架设置有第二牵引环，所述第三牵引线的一端设置在所述第三固定锚点，另一端穿过所述第三牵引架设置有第三牵引环，所述第一牵引线和第二牵引线贯穿所述第一通线槽和所述第二通线槽设置，所述第三牵引线贯穿所述第二通线槽设置。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述第一指节、所述第二指节、所述第三指节、所述第四指节和所述第五指节的顶部和末端均设置有弧形凹槽，所述弧形凹槽的两端均设置有安装槽。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述第一连接件、第二连接件和第三连接件均包括扭簧，所述扭簧设置在所述安装槽内。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述第一连接件包括第一弹簧、第一转轴和第二转轴，所述第一指节和第二指节的背面均设置有第一卡合槽，所述第一弹簧设置在所述第一卡合槽内，所述第一弹簧的一端固定设置在所述第一指节背面的末端，另一端固定设置在所述手掌背面的顶端，所述第一指节的末端通过所述第一转轴可折叠连接于所述第二指节的顶端，所述第二指节的末端通过所述第二转轴可折叠连接于所述手掌的顶端一侧，所述第二连接件包括第二弹簧、第三转轴、第四转轴和第五转轴，所述第三指节、所述第四指节和所述第五指节的背面均设置有第二卡合槽，所述第二弹簧设置在所述第二卡合槽内，所述第二弹簧的一端固定设置在所述第三指节背面的末端，另一端固定设置在所述手掌背面的顶端，所述第三指节的末端通过所述第三转轴可折叠连接于所述第四指节的顶端，所述第四指节的末端通过所述第四转轴可折叠连接于所述第五指节的顶端，所述第五指节的末端通过所述第五转轴可折叠连接于所述手掌的顶端一侧，所述第三连接件包括第三弹簧和第六转轴，所述第三弹簧的一端固定设置设置在所述手掌背面，另一端固定设置在所述手臂连接杆的顶端一侧，所述手掌的末端通过所述第六转轴连接于所述手臂连接杆的顶端。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴、所述第四转轴、所述第五转轴和所述第六转轴均分别设置在所述安装槽内。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述第一通线槽和第二通线槽内设置有滑动仓。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述手臂连接杆的末端设置有第一放置槽，所述固定带均匀设置在所述第一放置槽内。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述手臂连接杆上还设置有第二放置槽，所述定位支架设置在所述第二放置槽内，所述固定转轴设置在所述第二放置槽的底部。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)机械手处设置有第一手指和若干个第二手指，增加了施力点，有效避免了抓取待抓取物后掉落的情况；

(2)第一手指设置有第一指节和第二指节，每个第二手指设置有第三指节、第四指节和第五指节，扩大了机械手的可弯折角度，有效提高了机械手的灵活度；

(3)用户可以将人手套设在设置在定位支架的第一牵引环、第二牵引环和第三牵引环内进行动作，通过第一牵引线、第二牵引线和第三牵引线传输至设置在手臂连接杆顶端的机械手，从而控制机械手的灵活动作，与人手的适配度较高，便于使用；

(4)手臂连接杆的有效长度，便于用户借助机械手拿取待拿取物品本身存在一定安全隐患的物品的同时，也便于用户拿取位于拿取环境较为恶劣的待拿取物品。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的牵引式辅助机械手的侧视结构示意图；

图2示出了基于图1的牵引式辅助机械手的第一牵引线、第二牵引线和第三牵引线的透视结构示意图；

图3示出了基于图1的牵引式辅助机械手的背面结构示意图；

图4示出了基于图1的机械手的侧视结构示意图；

图5示出了基于图1的第二指节的俯视结构示意图；

图6示出了基于图1的第二指节的侧视结构示意图；

图7示出了基于图1的第二手指的正面结构示意图；

图8示出了基于图1的第二手指的背面结构示意图；

图9示出了根据本发明的另一个实施例的牵引式辅助机械手的侧视结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：机械手101、机械臂102、手掌103、第一指节104、第二指节105、第一固定锚点106、第一通线孔107、第一承线轴108、第三指节109、第四指节110、第五指节111、第二固定锚点112、第一通线槽113、第三固定锚点114、手臂连接杆115、固定带116、第一牵引线117、第二牵引线118、第三牵引线119、第二通线槽120、第一放置槽121、第二放置槽122、固定转轴123、定位支架124、第二牵引架125、第三牵引架126、第一牵引架127、第一牵引环128、第二牵引环129、第三牵引环130、弧形凹槽131、安装槽132、第一弹簧133、第一转轴134、第二转轴135、第二弹簧136、第三转轴137、第四转轴138、第五转轴139、第三弹簧140、第六转轴141、第一卡合槽142、扭簧143。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

以下结合图1至图9对本发明进行进一步的说明。

如图1至图9所示，一种牵引式辅助机械手，包括机械手101和机械臂102，所述机械手101包括手掌103及与手掌103相连的第一手指和若干个第二手指，该第一手指与人手的大拇指相适配，若干个第二手指分别于人手的小指、无名指、中指和食指相适配；所述第一手指包括第一指节104、第二指节105和第一连接件，所述第一指节104的末端通过所述第一连接件可折叠连接于所述第二指节105的顶端，所述第二指节105的末端通过所述第一连接件可折叠连接于所述手掌103的顶端，所述第一指节104弯折面的末端设置有第一固定锚点106，所述第二指节105的弯折面设置有第一通线孔107，所述第一通线孔107内设置有第一承线轴108，每个所述第二手指均包括第三指节109、第四指节110、第五指节111和第二连接件，所述第三指节109的末端通过所述第二连接件可折叠连接于所述第四指节110的顶端，所述第四指节110的末端通过所述第二连接件可折叠连接于所述第五指节111的顶端，所述第五指节111的末端通过所述第二连接件可折叠连接于所述手掌103的顶端，所述第三指节109弯折面的末端设置有第二固定锚点112，所述第四指节110和所述第五指节111的弯折面均设置有第二通线孔(图中未示出)，所述第二通线孔内均设置有第二承线轴(图中未示出)，所述手掌103内设置有第一通线槽113，所述手掌103的末端弯折面设置有第三固定锚点114；所述机械臂102包括手臂连接杆115、第三连接件、固定带116、第一牵引线117、第三牵引线119和与所述第二手指对应设置的第二牵引线118，所述手臂连接杆115的顶端通过所述第三连接件可折叠连接于所述手掌103的末端，所述手臂连接杆115的末端设置有所述固定带116，所述手臂连接杆115的内部设置有第二通线槽120，所述手臂连接杆115的末端设置有第一放置槽121，所述固定带116均匀设置在所述第一放置槽121内，该第一放置槽121可以根据人手胳膊来进行设置，便于用户将胳膊放置在第一放置槽121内施力，提高了与人手的适配度；所述手臂连接杆115上还设置有第二放置槽122，所述定位支架124设置在所述第二放置槽122内，所述固定转轴123设置在所述第二放置槽122的底部，便于借助固定转轴123转动定位支架124，所述定位支架124的顶部设置有第二牵引架125，所述定位支架124的中部设置有第三牵引架126，所述定位支架124的末端设置有第一牵引架127，所述定位支架124的底部通过固定转轴123转动连接与所述手臂连接杆115，所述第一牵引线117的一端设置在所述第一固定锚点106，另一端穿过所述第一牵引架127设置有第一牵引环128，所述第二牵引线118的一端设置在所述第二固定锚点112，另一端穿过所述第二牵引架125设置有第二牵引环129，所述第三牵引线119的一端设置在所述第三固定锚点114，另一端穿过所述第三牵引架126设置有第三牵引环130，所述第一牵引线117和第二牵引线118贯穿所述第一通线槽113和所述第二通线槽120设置，所述第三牵引线119贯穿所述第二通线槽120设置；其中，如图6所示，所述第一指节104、所述第二指节105、所述第三指节109、所述第四指节110和所述第五指节111的顶部和末端均设置有弧形凹槽131，所述弧形凹槽131的两端均设置有安装槽132，该弧形凹槽131便于第一指节104、第二指节105、第三指节109、第四指节110、第五指节111相互之间做弯折动作，减小磨损，所述第一通线槽113和第二通线槽120内设置有滑动仓(图中未示出)，该滑动仓便于第一牵引线117、第二牵引线118在第一通线槽113内滑动，及第三牵引线119在第二通线槽120内滑动，能够有效降低摩擦力，延长第一牵引线117、第二牵引线118和第三牵引线119的使用寿命。

在实际的使用过程中，用户将胳膊放置在第一放置槽121内，然后通过固定带116进行固定后，将人手的手掌103穿过第三牵引架126处的第三牵引环130，再分别将人手的小指、无名指、中指和食指穿进第二牵引架125处的第二牵引环129内，将人手的大拇指穿进第一牵引架127处的第一牵引环128，此时牵引式辅助机械手穿戴完毕。

实施例一，具体如图1和图2所示，在所述第一连接件包括第一弹簧133、第一转轴134和第二转轴135，所述第二连接件包括第二弹簧136、第三转轴137、第四转轴138和第五转轴139，所述第三连接件包括第三弹簧140和第六转轴141时，所述第一指节104和第二指节105的背面均设置有第一卡合槽142，所述第一弹簧133设置在所述第一卡合槽142内，能够有效避免第一弹簧133外露，与外界物品产生剐蹭；所述第一弹簧133的一端固定设置在所述第一指节104背面的末端，另一端固定设置在所述手掌103背面的顶端，所述第一指节104的末端通过所述第一转轴134可折叠连接于所述第二指节105的顶端，所述第二指节105的末端通过所述第二转轴135可折叠连接于所述手掌103的顶端一侧；所述第三指节109、所述第四指节110和所述第五指节111的背面均设置有第二卡合槽(图中未示出)，所述第二弹簧136设置在所述第二卡合槽内，能够有效避免第二弹簧136外露，与外界物品产生剐蹭；所述第二弹簧136的一端固定设置在所述第三指节109背面的末端，另一端固定设置在所述手掌103背面的顶端，所述第三指节109的末端通过所述第三转轴137可折叠连接于所述第四指节110的顶端，所述第四指节110的末端通过所述第四转轴138可折叠连接于所述第五指节111的顶端，所述第五指节111的末端通过所述第五转轴139可折叠连接于所述手掌103的顶端一侧，所述第三弹簧140的一端固定设置设置在所述手掌103背面，另一端固定设置在所述手臂连接杆115的顶端一侧，所述手掌103的末端通过所述第六转轴141连接于所述手臂连接杆115的顶端，其中所述第一转轴134、所述第二转轴135、所述第三转轴137、所述第四转轴138、所述第五转轴139和所述第六转轴141均分别设置在所述安装槽132内。

如上所述，在人手的大拇指做弯曲动作时，带动与第一牵引环128连接的第一牵引绳动作，以此带动机械手101第一手指的第一指节104和第二指节105弯曲，弯曲过程中，第一转轴134和第二转轴135转动，第一弹簧133拉伸，在人手大拇指撤回施力时，第一转轴134和第二转轴135在第一弹簧133回弹的作用下，恢复原位，以此带动第一指节104和第二指节105不再弯曲，恢复第一手指的原样；同理，在人手的食指、中指、无名指或小指做弯曲动作时，带动与第二牵引环129连接的第二牵引绳动作，以此带动机械手101第二手指的第三指节109、第四指节110和第五指节111弯曲，弯曲过程中，第三转轴137、第四转轴138和第五转轴139转动，第二弹簧136拉伸，在人手撤回施力时，第三转轴137、第四转轴138和第五转轴139在第二弹簧136回弹的作用下，恢复原位，以此带动第三指节109、第四指节110和第五指节111不再弯曲，恢复第二手指的原样；在人手的手掌103做弯曲动作时，带动与第三牵引环130连接的第三牵引绳动作，以此带动手掌103向手臂连接杆115弯曲，在弯曲过程中，第六转轴141转动，第三弹簧140拉伸，在人手手掌103撤回施力时，第六转轴141在第三弹簧140回弹的作用下，恢复原位，以此带动手掌103恢复原位。

实施例二，具体如图9所示，在所述第一连接件、第二连接件和第三连接件均包括扭簧143时，所述扭簧143设置在所述安装槽132内，该扭簧143具有回力作用，使得在用户施力时，机械手101的第一手指和第二手指随施力方向弯折，用户停止施力时，第一手指和第二手指自动回弹，较为省力。

如上所述，在人手的大拇指做弯曲动作时，带动与第一牵引环128连接的第一牵引绳动作，以此带动机械手101第一手指的第一指节104和第二指节105弯曲，弯曲过程中，扭簧143转动，在人手大拇指撤回施力时，扭簧143恢复原位，以此带动第一指节104和第二指节105不再弯曲，恢复第一手指的原样；同理，在人手的食指、中指、无名指或小指做弯曲动作时，带动与第二牵引环129连接的第二牵引绳动作，以此带动机械手101第二手指的第三指节109、第四指节110和第五指节111弯曲，弯曲过程中，扭簧143转动，在人手撤回施力时，扭簧143恢复原位，以此带动第三指节109、第四指节110和第五指节111不再弯曲，恢复第二手指的原样；在人手的手掌103做弯曲动作时，带动与第三牵引环130连接的第三牵引绳动作，以此带动手掌103向手臂连接杆115弯曲，在弯曲过程中，扭簧143转动，在人手手掌103撤回施力时，扭簧143恢复原位，以此带动手掌103恢复原位。

在上述过程中，人手施力控制机械手101的手掌103、第一手指和若干个第二手指的弯曲，以此来抓取待抓取物，即人手施力时，第一手指和第二手指弯曲，抓紧待抓取物，人手撤回力气时，第一手指和第二手指恢复原位，松开待抓取物，在抓取过程中个，用户可以根据人手施力的大小，控制手掌103、第一手指和第二手指的弯曲程度，以此来控制机械手101的实际抓取力度；第一牵引线117、第二牵引线118和第三牵引线119可以与汽车刹车线或油门线一致；根据使用环境不同，牵引式辅助机械手的制造材质不同，例如，若用在电力行业，可以用绝缘材料制造，机械臂102的手臂连接杆115也可以根据使用环境不同，制造不同的长度。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明的技术方案提出了一种新的牵引式辅助机械手，在机械手处设置有第一手指和若干个第二手指，增加了施力点，有效避免了抓取待抓取物后掉落的情况；第一手指设置有第一指节和第二指节，每个第二手指设置有第三指节、第四指节和第五指节，扩大了机械手的可弯折角度，有效提高了机械手的灵活度；用户可以将人手套设在设置在定位支架的第一牵引环、第二牵引环和第三牵引环内进行动作，通过第一牵引线、第二牵引线和第三牵引线传输至设置在手臂连接杆顶端的机械手，从而控制机械手的灵活动作，与人手的适配度较高，便于使用；手臂连接杆的有效长度，便于用户借助机械手拿取待拿取物品本身存在一定安全隐患的物品的同时，也便于用户拿取位于拿取环境较为恶劣的待拿取物品。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。