一种基于电磁驱动的仿真机械手指的制作方法_2

文档序号:9625359阅读:来源:国知局
力单元通过液态介质导管与机械指三个关节处的执行单元连接,通过动力单元中的电磁结构的磁性与动力单元磁性底盖的磁性发生吸引和排斥,产生对液态介质的压力和吸力,从而控制执行单元中的液态介质的有效体积,达到控制执行单元长度变化的目的。将执行单元用在机械手驱动关节上,将能起到驱动机械手运动的目的;另外三个执行单元使用同一个动力单元驱动,那么执行单元中的液态介质的压力是相同的,这样可以保证机械指能够更好的适应所抓取物体的外形;本发明利用导管传送压力,方便执行单元的布置,将会大大简化机械手的结构,具有较好的实用前景。
【附图说明】
[0016]图1是动力单元与单个执行单元连接示意图。
[0017]图2是动力单元上侧结构分布示意图。
[0018]图3是动力单元内部结构分布示意图。
[0019]图4是动力单元内部结构分布侧视图。
[0020]图5是电磁结构导轨安装示意图。
[0021]图6是液态介质弹性容器安装示意图。
[0022]图7是通电线圈安装示意图。
[0023]图8是电磁结构中心导磁体安装示意图。
[0024]图9是卡锁结构安装正视图及俯视图。
[0025]图10是卡锁导磁片安装示意图。
[0026]图11是执行单元剖视图。
[0027]图12是承拉弹簧安装示意图。
[0028]图13是内套结构示意图。
[0029]图14是外套结构示意图。
[0030]图15是机械指整体结构分布示意图。
[0031]图16是机械指复位弹簧安装示意图。
[0032]图17是三个执行单元在导管上的分布示意图。
[0033]图18是执行单元与执行单元支撑安装示意图。
[0034]图中标号名称:1、动力单元外壳,2、动力单元顶盖,3、动力单元磁性底盖,4、液态介质导管,5、执行单元进口,6、旋转配合结构,7、执行单元,8、导轨卡牙,9、电磁结构导轨,
10、卡锁结构,11、卡锁结构锥齿,12、卡锁导磁片锥齿,13、卡锁导磁片转轴支撑,14、卡锁导磁片转轴,15、卡锁导磁片弹簧,16、卡锁导磁片,17、液态介质弹性容器,18、电磁结构底导磁板,19、通电线圈,20、电磁结构顶导磁板,21、卡锁结构支撑片,22、卡锁结构转轴,23、动力单元出口,24、电磁结构卡槽,25、电磁结构中心导磁体,26、卡锁导磁片弹簧限位体,27、承压弹性壳,28、内套结构,29、承拉弹簧,30、外套结构,31、内套结构顶板,32、内套结构导轨槽,33、外套结构底板,34、外套结构导轨,35、动力单元,40、机械指第四支架,41、机械指第三支架,42、机械指第二支架,44、机械指第一支架,46、执行单元支撑,47、机械指支架限位板,48、机械指第三复位弹簧,49、机械指第二复位弹簧,50、机械指第一复位弹簧,51、机械指复位弹簧支撑,52、执行单元支耳。
【具体实施方式】
[0035]如图15所示,它包括机械指第四支架、机械指第三支架、机械指第二支架、机械指第一支架、执行单元支撑、机械指支架限位板、机械指第三复位弹簧、机械指第二复位弹簧、机械指第一复位弹簧、机械指复位弹簧支撑、执行单元支耳、动力单元、执行单元、液态介质导管,其中如图16所示,机械指第二支架通过圆柱销安装在机械指第一支架上,机械指第三支架通过圆柱销安装在机械指第二支架上,机械指第四支架通过圆柱销安装在机械指第三支架上;机械指第二支架两端和机械指第三支架两端分别各安装有两根执行单元支撑,机械指第一支架和机械指第四支架上各安装有一根执行单元支撑,六根执行单元支撑均安装在支架的机械指弯曲一侧;在相邻的机械指支架之间的两个执行单元支撑上安装有一个执行单元;如图16所示,三根机械指支架限位板分别安装在机械指第一支架末端、机械指第二支架末端、机械指第三支架末端,三根机械指复位弹簧支撑分别安装在机械指第四支架上、机械指第三支架上且靠近机械指第二支架处、机械指第二支架上且靠近机械指第一支架处;机械指第一复位弹簧一端安装在机械指第一支架上的机械指支架限位板上,另一端安装在机械指第二支架上的机械指复位弹簧支撑上;机械指第二复位弹簧一端安装在机械指第二支架上的机械指支架限位板上,另一端安装在机械指第三支架上的机械指复位弹簧支撑上;机械指第三复位弹簧一端安装在机械指第三支架上的机械指支架限位板上,另一端安装在机械指第四支架上的机械指复位弹簧支撑上;如图17、15所示,液态介质导管一端连接动力单元,液态介质导管沿程中连接三个执行单元;上述机械指第二复位弹簧弹性系数、机械指第三复位弹簧弹性系数、机械指第一复位弹簧弹性系数依次增大2倍,在基本完全模仿人手没有抓取物体时,手指自然弯曲的运动,复位弹簧弹性系数设计如上。如图18所示,六根执行单元支撑上均安装有执行单元支耳。
[0036]本发明中三个执行单元使用同一个动力单元驱动,那么执行单元中的液态介质的压力是相同的,这样可以保证机械指各关节对于所抓取的物体接触面的压力应该是相同的,那么就能够更好的适应所抓取物体的外形,具有较强的抓取能力。
[0037]如图2、3、4所示,上述动力单元包括动力单元外壳、动力单元顶盖、动力单元磁性底盖、导轨卡牙、电磁结构导轨、卡锁结构、卡锁结构锥齿、卡锁导磁片锥齿、卡锁导磁片转轴支撑、卡锁导磁片转轴、卡锁导磁片弹簧、卡锁导磁片、液态介质弹性容器、电磁结构底导磁板、通电线圈、电磁结构顶导磁板、卡锁结构支撑片、卡锁结构转轴、动力单元出口、电磁结构卡槽、电磁结构中心导磁体、卡锁导磁片弹簧限位体,其中,如图6所示,液态介质弹性容器安装在动力单元磁性底盖上,如图5所示,动力单元外壳安装在动力单元磁性底盖上,两个电磁结构导轨对称安装在动力单元外壳上,每个电磁结构导轨上安装有导轨卡牙;如图8所示,电磁结构中心导磁体一端固定在电磁结构顶导磁板上,另一端固定在电磁结构底导磁板上,如图7所示,通电线圈缠绕在电磁结构中心导磁体上;电磁结构顶导磁板和电磁结构底导磁板分别上下对应的开有两个电磁结构卡槽,电磁结构卡槽与电磁结构导轨配合;如图9所示,卡锁结构转轴通过卡锁结构支撑片安装在电磁结构顶导磁板上侧,卡锁结构安装在卡锁结构转轴上,卡锁结构两端与导轨卡牙配合;卡锁结构锥齿安装在卡锁结构转轴上,如图3、10所示,卡锁导磁片转轴通过卡锁导磁片转轴支撑安装在电磁结构顶导磁板上,卡锁导磁片锥齿安装在卡锁导磁片转轴上,卡锁导磁片一端安装在卡锁导磁片转轴上,卡锁导磁片弹簧一端安装在卡锁导磁片下侧,另一端安装在电磁结构顶导磁板上;动力单元顶盖安装在动力单元外壳上端,动力单元磁性底盖上开有动力单元出口 ;电磁结构底导磁板下侧和液态介质弹性容器上侧粘接;液态介质弹性容器是具有很大的弹性的,能在一定的体积范围内增大或者缩小。
[0038]本发明中的动力单元设计目的在于利用电磁结构的上下运动对液态介质弹性容器进行压缩和拉伸,进而改变执行单元中的液态介质的有效体积,达到控制执行单元长度变化的目的。动力单元中电磁结构在未通电情况下,电磁结构底导磁板和顶导磁板上没有磁性,卡锁导磁片在卡锁导磁片弹簧作用下,不与电磁结构顶导磁板接触,此时卡锁结构两端卡在导轨卡牙上,将电磁结构在电磁结构导轨上的位置锁死;当对电磁结构通电时,电磁结构顶导磁板和底导磁板将会产生磁性,卡锁导磁片一端将会被吸到电磁结构底导磁板上,通过锥齿的传动,卡锁结构围绕卡锁结构转轴转动一个角度,卡锁结构两端与导轨卡牙脱开,此时电磁结构底导磁板的磁性与动力单元磁性底盖的磁性发生作用,或吸引或排斥,达到对液态介质弹性容器的压缩和拉伸。
[0039]图15-18所示的执行单元为简便画法,代表执行单元。执行单元的完整图形展现如图1、图11所示,上述执行单元包括执行单元进口、旋转配合机构、承压弹性壳、内套结构、承拉弹簧、外套结构、内套结构顶板、内套结构导轨槽、外套结构底板、外套结构导轨,其中执行单元进口安装在承压弹性壳下侧;内套结构安装在外套结构内部,如图13所示,内套结构上开有内套结构导轨槽,如图14所示,外套结构内部
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