一种新型两关节机械手指传动结构的制作方法

1.本实用新型涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种新型两关节机械手指传动结构。


背景技术：

2.在工业应用领域中，传统机器人的末端执行器多是根据所夹持物体的形状、大小进行设计的，应用场景具有局限性。现有机械手指驱动方式主要为液压驱动、气压驱动和电机驱动。液压驱动需要配置液压源，其结构复杂，重量大，工作过程中会有能量损失。气压驱动压力不高，输出力不大，不能抓取重物。电机驱动机械手电机不易安装在手指上，影响外观；欠驱动的方式影响了机械手的灵活控制。


技术实现要素：

3.本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种新型两关节机械手指传动结构，该结构采用电机驱动蜗轮蜗杆，通过钢丝绳实现远距离传动，整体结构紧凑，且能够实现灵活控制，自动适应物体形状和大小，达到精准抓取的目的。
4.本实用新型采用的技术方案是这样的：
5.一种新型两关节机械手指传动结构，包括：底座、第一驱动部、第二驱动部、第一传动部、第二传动部、第一指关节以及与第一指关节活动连接的第二指关节；
6.所述第一驱动部、所述第二驱动部、所述第一传动部和所述第二传动部皆安装在所述底座上；
7.所述第一传动部连接在所述第一驱动部上，所述第一指关节连接在所述第一传动部上，所述第一驱动部产生动力传送给第一传动部，通过所述第一传动部，带动所述第一指关节运动；
8.所述第二传动部连接在所述第二驱动部上，所述第二指关节连接在所述第二传动部上，所述第二驱动部产生动力传送给第二传动部，通过所述第二传动部，带动所述第二指关节运动。
9.其中，所述第一传动部包括第一指关节蜗杆和第一指关节蜗轮；
10.所述第一指关节蜗杆连接在所述第一驱动部上，所述第一指关节蜗杆与所述第一指关节蜗轮互相啮合，所述第一指关节固定在所述第一指关节蜗轮上，所述第一驱动部通过所述第一指关节蜗杆带动第一指关节蜗轮转动，进而带动第一指关节进行的运动。
11.其中，所述第二传动部包括第二指关节蜗杆、第二指关节绕线蜗轮、钢丝绳和远端绕线蜗轮；
12.所述第二指关节蜗杆连接在所述第二驱动部上，所述第二指关节蜗杆与所述第二指关节绕线蜗轮互相啮合，所述远端绕线蜗轮设置在所述第二关节上，位于所述第二关节和所述第一关节的连接处，所述第二指关节绕线蜗轮和所述远端绕线蜗轮通过所述钢丝绳连接，通过所述钢丝绳实现第二指关节绕线蜗轮与所述远端绕线蜗轮的传动。
13.本技术方案中，每个指关节配置有独立的驱动部、蜗杆和蜗轮，通过独立的驱动部、蜗杆和蜗轮来分别带动第一指关节和第二指关节，实现了对各指关节的单独控制。
14.进一步的，由于采用钢丝绳进行传动需要保证钢丝绳处于拉紧状态，所以在本技术方案中，在第一指关节上设置有用于调节钢丝绳松紧的张紧装置。
15.进一步的，所述张紧装置包括第一张紧固定端、第二张紧固定端和连接结构，所述第一张紧固定端和所述第二张紧固定端依次设置在所述第一指关节上；所述连接结构一端连接在所述第一张紧固定端上，另一端连接在所述第二张紧固定端上，用于控制所述第一张紧固定端和所述第二张紧固定端互相靠近或远离。
16.进一步的，所述钢丝绳包括第一钢丝绳、第二钢丝绳和第三钢丝绳，所述第一钢丝绳的一端固定在所述第二指关节绕线蜗轮上，所述第一钢丝绳的另一端固定在所述第一张紧固定端上，所述第二钢丝绳的一端固定在所述第二张紧固定端上，所述第二钢丝绳的另一端固定在所述远端绕线蜗轮上，所述第三钢丝绳的一端固定在所述第二指关节绕线蜗轮上，所述第三钢丝绳的另一端固定在所述远端绕线蜗轮上。
17.进一步的，所述第一驱动部包括第一指关节驱动电机，所述第二驱动部包括第二指关节驱动电机，所述底座上固定安装有电机支撑架，所述第一指关节驱动电机和所述第二指关节驱动电机并排安装在所述电机支撑架上。
18.进一步的，所述底座上固定安装有蜗杆支撑架，所述第一指关节蜗杆和所述第二指关节蜗杆并排安装在所述蜗杆支撑架上。
19.进一步的，所述第一指关节蜗轮和所述第二指关节绕线蜗轮上分别安装有光电传感器和检测块，可检测手指最大活动范围到位信号，实现电机对手指运动范围的精确控制。
20.进一步的，所述连接部选用双头螺钉。
21.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
22.1、本实用新型的结构紧凑，电机直接带动蜗杆传动，能量损失小，抓取精度高，提升生产效率。
23.2、本实用新型结构中每个手指关节配置一个电机，实现各关节的单独控制，可对不同形状，不同大小的物体实现无差别化抓取，应用场景更加广泛。
附图说明
24.图1是本实用新型一实施例提供的一种新型两关节机械手指传动结构的示意图。
25.图2是本实用新型一实施例的张紧装置结构的示意图。
26.附图说明： 1
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底座；2
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第二指关节驱动电机；3
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电机支撑架；4
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光电传感器；5
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第二指关节蜗杆；6
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蜗杆支撑架；7
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张紧装置；7.1
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第一张紧固定端；7.2
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双头螺钉；7.3
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第二张紧固定端；8
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钢丝绳；9
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远端绕线蜗轮；10
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第二指关节；11
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第一指关节；12
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第二指关节绕线蜗轮；13
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第一指关节蜗轮；14
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第一指关节蜗杆；15
‑
第一指关节驱动电机。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和
示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.实施例1
29.本实施例提供一种新型两关节机械手指传动结构，该结构采用独立的驱动电机和传动结构来驱动手指，结构具体包括：底座1、电机支撑架3、蜗杆支撑架6、第一指关节驱动电机15、第二指关节驱动电机2、第一传动部、第二传动部、第一指关节11以及与第一指关节11活动连接的第二指关节10。
30.参考图1，电机支撑架3和蜗杆支撑架6固定在底座1上，第一指关节驱动电机15和第二指关节驱动电机2并排安装在电机支撑架3上，第一传动部和第二传动部安装并排安装在底座1上，其中，第一传动部包括第一指关节蜗杆14和第一指关节蜗轮13；第一指关节蜗杆14连接在第一指关节驱动电机15上，第一指关节蜗杆14与第一指关节蜗轮13互相啮合，第一指关节蜗轮13直接固定在第一指关节11上，第一指关节驱动电机15通过第一指关节蜗杆14带动第一指关节蜗轮13转动，从而带动第一指关节11活动。
31.第二传动部包括第二指关节蜗杆5、第二指关节绕线蜗轮12、钢丝绳8和远端绕线蜗轮9；第二指关节蜗杆5连接在第二驱动部上，第二指关节蜗杆5与第二指关节绕线蜗轮12互相啮合，远端绕线蜗轮9设置在第二指关节10上，位于第二指关节10和第一指关节11的连接处，第二指关节绕线蜗轮12和远端绕线蜗轮9通过钢丝绳8连接，通过钢丝绳8实现第二指关节绕线蜗轮12与所述远端绕线蜗轮9的传动；第二指关节驱动电机2通过第二指关节蜗杆5带动第二指关节绕线蜗轮12转动，第二指关节绕线蜗轮12通过钢丝绳8带动远端绕线蜗轮9转动，从而带动第二指关节10活动。
32.初始状态时，第一指关节11和第二指关节10保持水平与底座1底面平行，手指运动情况下，第一指关节驱动电机15正转，带动第一指关节蜗轮13转动，第一指关节11运动。同理，第二指关节驱动电机2正转，带动第二指关节绕线蜗轮12转动，钢丝绳8带动远端绕线蜗轮9转动，第二指关节10运动。
33.在本实施例中，每个指关节都配置有单独的驱动电机和蜗轮蜗杆结构，两个指关节的驱动电机并排安装在底座1上，并直连蜗轮蜗杆，整体结构紧凑，传动效率高，输出力大，可实现不同重物的抓取。
34.实施例2
35.本实施例与实施例1基本一致，其区别在于，本实施例中，在第一指关节蜗轮13、第二指关节绕线蜗轮12上固定有检测块，且分别在第一指关节蜗轮13和第二指关节绕线蜗轮12的各自一侧设置有光电传感器4，用于检测手指最大活动范围到位信号，实现电机对手指运动范围的精确控制。
36.初始状态时，第一指关节11和第二指关节10保持水平与底座1底面平行，手指运动情况下，第一指关节驱动电机15正转，带动第一指关节蜗轮13转动，第一指关节11上升，到达最大极限位时，光电传感器4感应到检测块，第一指关节11停止运动。同理，第二指关节驱动电机2正转，带动第二指关节绕线蜗轮12转动，钢丝绳8带动远端绕线蜗轮9转动，第二指关节10上升，到达最大极限位时，光电传感器4感应到检测块，第二指关节10停止运动。
37.实施例3
38.本实施例与实施例1或实施例2基本一致，其区别在于，本实施例中，在第一指关节11上设置有用于调节钢丝绳8松紧的张紧装置7，同时，钢丝绳8分为第一钢丝绳、第二钢丝
绳和第三钢丝绳三段，第一钢丝绳连接在第二指关节绕线蜗轮12和张紧装置7之间，第二钢丝绳连接在张紧装置7和远端绕线蜗轮9之间，第三钢丝绳连接在第二指关节绕线蜗轮12和远端绕线蜗轮9之间。
39.具体的，在本实施例中，如图2所示，张紧装置7包括第一张紧固定端7.1、第二张紧固定端7.3和连接部，第一张紧固定端7.1和第二张紧固定端7.3设置在第一指关节11上，连接部一端连接在第一张紧固定端7.1上，另一端连接在第二张紧固定端7.3上，用于控制第一张紧固定端7.1和第二张紧固定端7.3互相靠近或远离。
40.具体的，在本实施例中，第一钢丝绳的一端固定在第二指关节绕线蜗轮12上，第一钢丝绳的另一端采用打结的方式固定在第一张紧固定端7.1上，第二钢丝绳的一端采用打结的方式固定在第二张紧固定端7.3上，第二钢丝绳的另一端固定在所述远端绕线蜗轮9上，第三钢丝绳的一端固定在所述第二指关节绕线蜗轮12上，第三钢丝绳的另一端固定在所述远端绕线蜗轮9上。
41.具体的，在本实施例中，连接部选用双头螺钉7.2，通过双头螺钉7.2以及第一张紧固定端7.1和第二张紧固定端7.3，将第一钢丝绳和第二钢丝绳连接在了一起，通过调节双头螺钉7.2，就可实现对钢丝绳松紧的调节。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。