一种可多自由度活动的机械手的制作方法

本发明属于机器人，涉及一种可多自由度活动的机械手。

背景技术：

1、机械手是在机械化生产过程中发展起来的一种新型装置。基于其不知疲劳、不怕危险且抓举重物的力量比人手力大的特点，越来越广泛地应用于生产和生活中，例如物流运输行业、机加工生产行业等。

2、目前，常用到两种类型的机械手，一是电机驱动机械手，该电动驱动机械手主要是通过电机的驱动，实现指节的拾取和释放动作，但其受到电机尺寸限制，难以实现全部的手部自由度驱动，普遍都为欠驱动机械手，因此，该电机驱动机械手存在着适用范围有限的问题；除此之外，基于电机规格的限制，也使得其提供的扭矩大小有限，因此，仅适于对小扭矩的应用场景；二是线驱动机械手，该线驱动机械手依靠手部各指节连线提供驱动动力，普遍可以设计实现动力源和指节分离。但其仍存在一些缺点，例如：1、基于线传动的连接方式，指节之间的磨损损耗大，维护成本高；2、受制于线传动方式的局限性，其动力传递效率低，难以提供大的扭矩；3.为了实现驱动，该线驱动机械手的结构较为复杂，因此动力学问题难以分析，并且后期维护困难。

3、因此，针对现有技术中机械手存在的适用范围狭窄、无法提高较大扭矩且维护困难的问题，还需要提出一种更为合理的技术方案，以解决当前的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可多自由度活动的机械手，以解决现有技术中机械手存在的适用范围狭窄、无法提高较大扭矩且维护困难的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种可多自由度活动的机械手，包括手掌和至少三根手指，每根手指均间隔设置并分别错落地连接于所述手掌，以形成一定的高差；至少一根手指相对于所述手掌倾斜设置，以能够与其他手指形成于夹角；

3、所述手指包括沿手掌指向指尖方向依次设置的第一指节模块、第二指节模块和第三指节模块；其中，所述第一指节模块的一端可转动地连接于所述手掌，所述第一指节模块的另一端可转动地连接于所述第二指节模块；所述第一指节模块可相对于所述手掌前后俯仰和左右偏摆，以能够调节所述第二指节模块的位置；

4、所述第二指节模块的端部传动地连接于所述第三指节模块，以带动所述第三指节模块前后俯仰运动。

5、在一种可能的设计中，所述第一指节模块包括第一连杆、第一驱动件、第二连杆、第二驱动件、第三连杆、第三驱动件、第二指节和第三指节；

6、所述第一连杆的一端可转动地连接于所述手掌，另一端可转动地连接于所述第二指节；所述第一驱动件的一端可转动地连接于所述手掌，另一端可转动地连接于所述第二指节；当所述第一驱动件伸缩时，带动所述第二指节相对于所述手掌左右偏摆；

7、所述第二连杆的一端可转动地连接于所述第二指节，另一端连接于所述第三指节；所述第二驱动件的一端可转动地连接于所述第二指节，另一端连接于所述第三指节；当所述第二驱动件伸缩时，带动所述第三指节相对于所述手掌前后俯仰；

8、所述第三连杆的一端可转动地连接于所述第三指节，另一端连接于所述第二指节模块；所述第三驱动件的一端可转动地连接于所述第三指节，另一端连接于所述第二指节模块；当所述第三驱动件伸缩时，带动所述第二指节模块相对于所述手掌前后俯仰。

9、在一种可能的设计中，第一连杆配设为两个；第二连杆配设为两个；第三连杆配设为两个。

10、在一种可能的设计中，所述第一驱动件、第二驱动件和第三驱动件均配设为第一液压缸；所述第二指节和所述第三指节均配置为第一基体，所述第一基体包括第一外壳和第一底座，所述第一外壳套接于所述第一底座，以能够完全遮挡所述第一液压缸。

11、在一种可能的设计中，所述底座上设有避让所述液压缸油路的走线孔；所述底座上设有用于避让所述液压缸的伸缩轴的活动孔，所述活动孔配设为条形孔。

12、在一种可能的设计中，所述第二指节模块包括第四连杆、第四驱动件和第四指节，所述第四连杆的一端可转动地连接于所述第一指节模块，另一端可转动地连接于所述第三指节模块；所述第四驱动件的一端可转动地连接于所述第一指节模块，另一端可转动地连接于所述第三指节模块；当所述第四驱动件伸缩时，带动所述第四指节相对于所述手掌前后俯仰。

13、在一种可能的设计中，所述第四驱动件均配设为第二液压缸；所述第四指节均配置为第二基体，所述第二基体包括第二外壳和第二底座，所述第二外壳套接于所述第二底座，以能够完全遮挡所述第二液压缸。

14、在一种可能的设计中，所述第二底座上设有避让所述第二液压缸油路的过线孔；所述第二底座上设有用于避让所述第二液压缸的伸缩轴的位移孔，所述位移孔配设为长条孔。

15、在一种可能的设计中，所述第三指节模块形成为与手指指尖相似的仿形指节，且所述仿形指节上形成有顺滑的曲面。

16、在一种可能的设计中，在至少三根手指中，有一根手指相对于所述手掌倾斜设置，其该手指相对于手掌的倾角为30°～60°。

17、在一种可能的设计中，每根手指的指腹设有防滑部。

18、在一种可能的设计中，该防滑部为凸台、凸点、凹槽、橡胶垫或者硅胶垫。

19、该机械手的工作过程可以概述为：当需要抓取物品时，第一指节模块、第二指节模块和第三指节模块能够呈现出不同的俯仰状态，这样一来，相邻的手指能够以不同的角度曲起，从而呈现出朝向手掌心抓物的状态，有效拾取待拾取物品；而当将物品周转至目标位置后，则是可以使得驱动件控制其伸缩轴收缩，这样一来，可以使相邻的指节逐渐伸展并复位，从而释放物品。由此，即完成对物品的周转工作。

20、通过上述技术方案，可以通过第一指节模块、第二指节模块和第三指节模块来调节握紧程度，基于相邻指节模块之间俯仰的连接方式，可以增大作用范围，突破线传动所带来的局限性，能够提供较大的扭矩，并且结构简单，方便后期进行维护。基于第一指节模块可进行左右偏摆的设计，可以使不同的手指之间能够具有相同或者不同的间距，这样可以根据物品的规格、形状和材质来对手指间的间距进行相应调节，这样，手指在张开张大后，可以有效地拾取物品，具有较好的灵活性，能够适用于不同规格物品的不同取物需求。

技术特征：

1.一种可多自由度活动的机械手，其特征在于，包括手掌(1)和至少三根手指，每根手指均间隔设置并分别错落地连接于所述手掌(1)，以形成一定的高差；至少一根手指相对于所述手掌(1)倾斜设置，以能够与其他手指形成于夹角；

2.根据权利要求1所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，所述第一指节模块(2)包括第一连杆(21)、第一驱动件(22)、第二连杆(23)、第二驱动件(24)、第三连杆(25)、第三驱动件(26)、第二指节(27)和第三指节(28)；

3.根据权利要求2所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，第一连杆(21)配设为两个；第二连杆(23)配设为两个；第三连杆(25)配设为两个。

4.根据权利要求2所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，所述第一驱动件(22)、第二驱动件(24)和第三驱动件(26)均配设为第一液压缸；所述第二指节(27)和所述第三指节(28)均配置为第一基体，所述第一基体包括第一外壳和第一底座，所述第一外壳套接于所述第一底座，以能够完全遮挡所述第一液压缸。

5.根据权利要求4所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，所述底座上设有避让所述液压缸油路的走线孔(201)；所述底座上设有用于避让所述液压缸的伸缩轴的活动孔(202)，所述活动孔(202)配设为条形孔。

6.根据权利要求1所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，所述第二指节模块(3)包括第四连杆(31)、第四驱动件(32)和第四指节，所述第四连杆(31)的一端可转动地连接于所述第一指节模块(2)，另一端可转动地连接于所述第三指节模块(4)；所述第四驱动件(32)的一端可转动地连接于所述第一指节模块(2)，另一端可转动地连接于所述第三指节模块(4)；当所述第四驱动件(32)伸缩时，带动所述第四指节相对于所述手掌(1)前后俯仰。

7.根据权利要求6所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，所述第四驱动件(32)均配设为第二液压缸；所述第四指节均配置为第二基体，所述第二基体包括第二外壳(33)和第二底座(34)，所述第二外壳(33)套接于所述第二底座(34)，以能够完全遮挡所述第二液压缸。

8.根据权利要求7所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，所述第二底座(34)上设有避让所述第二液压缸油路的过线孔；所述第二底座(34)上设有用于避让所述第二液压缸的伸缩轴的位移孔，所述位移孔配设为长条孔。

9.根据权利要求1所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，所述第三指节模块(4)形成为与手指指尖相似的仿形指节，且所述仿形指节上形成有顺滑的曲面。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的可多自由度活动的机械手，其特征在于，在至少三根手指中，有一根手指相对于所述手掌(1)倾斜设置，其该手指相对于手掌(1)的倾角为30°～60°。

技术总结
本发明涉及一种可多自由度活动的机械手。该机械手包括手掌和至少三根手指，每根手指均间隔设置并分别错落地连接于手掌；至少一根手指相对于手掌倾斜设置，以能够与其他手指形成于夹角；手指包括沿手掌指向指尖方向依次设置的第一指节模块、第二指节模块和第三指节模块；第一指节模块的一端可转动地连接于手掌，第一指节模块的另一端可转动地连接于第二指节模块；第一指节模块可相对于手掌前后俯仰和左右偏摆，以能够调节第二指节模块的位置；第二指节模块的端部传动地连接于第三指节模块，以带动第三指节模块前后俯仰运动。由此，解决了现有技术中机械手存在的适用范围狭窄、无法提高较大扭矩且维护困难的问题。

技术研发人员：彭道杰
受保护的技术使用者：彭道杰
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13