一种多传感器多独立自由度多指机器人灵巧手的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机器人灵巧手，具体地说是一种多传感器多独立自由度多指机器人灵巧手。
【背景技术】
[0002]国外较早开始了对灵巧手的研制工作，十九世纪六、七十年代，日本Hanafusa开发了一个每个手指各有一个自由度的三指手机构，美国Cossley研制了八自由度的三指结构，此阶段灵巧手的特点是结构较简单、自由度较少；接下来的几十年，出现了 JPL灵巧手、MIT灵巧手、三指^^一自由度灵巧手，此阶段灵巧手向多指、多关节、多自由度的方向发展；进入二十世纪，灵巧手进入新的发展阶段，在向较高的灵巧性及良好的精确控制性发展，出现了 Gifu III灵巧手，其有五指十六个自由度。
[0003]国内对灵巧手的研制工作起步较晚，但近年来发展较快，取得不少成果。清华大学研制出有五指十五关节自由度的仿生机器人灵巧手，北京航天航空大学研制出具有三指九个自由度的BH-3手，哈尔滨工业大学研制出五指十五自由度的HIT/DLR灵巧手。除了大学及研究机构，公司或者个人也研制出了不少灵巧手。
[0004]随着科技技术的发展，机器人制造技术越来越成熟。随着人类生活水平的提高，越来越多的工作由机器人来完成。近年来，随着对机器人的需求越来越大，出现了不少新型机器人或机械臂。不少人形机器人已经运用在餐饮、礼仪等服务业中，随着机器人的运用，出现了各种各样的机械手，然而多数机械手在自由度及机械结构简单方面不能兼顾，不少牺牲自由度来追求结构简单，也有不少是以复杂的结构来换取少量的自由度。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是为了克服已有技术的不足之处，设计出一种多传感器多独立自由度多指机器人灵巧手。该灵巧手具有多个可以独立控制的电动手指，电动手指的每个指节可以单独控制；具有多个独立自由度，有多少指节就有相同数目的独立自由度；具有多个传感器，方便对电动手指的灵活、精确控制，同时抓取物品时，能感知抓取情况；具有较高的灵活性及良好的控制性。其类似人手，可以安装在机械臂、拟人机器人上使用；可以代替人手，在人类无法亲临或恶劣的环境中工作。
[0006]本实用新型采用如下技术方案:
[0007]本实用新型包括拟人手掌、均设于所述拟人手掌上的电动拇指和N个电动手指，其中1 ;拟人手掌、电动拇指及N个电动手指共面，N个电动手指平行分布于拟人手掌的纵长方向上，电动拇指分布于纵长方向的一侧，电动拇指与其它电动手指成α角，α的取值范围为60°?135° ;所述电动拇指包括上指节和与所述上指节连接的下指节，每个电动手指均包括依次连接的上指节、中指节及下指节，并且每个指节都设有实现其独立自由度的电机；电动拇指的下指节通过第一转轴与拟人手掌联接，各电动手指的下指节分别通过第二转轴与拟人手掌联接。所述拟人手掌包括一个手掌体和与所述手掌体相盖合的一个手掌盖，所述手掌体中设有N+1个电机安装槽、两个第一位置传感器触点和2XN个第二位置传感器触点，其中一个所述电机安装槽与其它电机安装槽成α角，且每个电机安装槽中设有一个所述电机；手掌体的底部开设有一个用于引出电机和传感器导线的导线引出孔及设有一个用于与机械臂枢接的枢接支架。所述手掌盖上设有Μ个第一触碰传感器，其中Μ>1。所述上指节包括上指节体和与上指节体相盖合的上指节盖，所述上指节的顶部设有两个第二触碰传感器，上指节的底部设有两个第七位置传感器触点；所述的中指节包括中指节体和与中指节体相盖合的中指节盖，所述中指节体内设有一个用于与上指节连接的电机，中指节体的顶部设有与第七位置传感器触点相配合电连接的两个第六位置传感器触点，中指节体的底部设有两个第五位置传感器触点；所述下指节包括下指节体和与下指节体相盖合的下指节盖，所述电动拇指的下指节体内设有一个用于与电动拇指上指节连接的电机，所述各电动手指的下指节体内均设有与中指节连接的电机；所述下指节体的顶部设有两个第四位置传感器触点，所述电动拇指的下指节体顶部的两个第四位置传感器触点与第七位置传感器触点配合电连接，所述各个电动手指下指节体顶部的两个第四位置传感器触点与第五位置传感器触点相配合电连接；所述下指节体的底部设有两个第三位置传感器触点，所述电动拇指的两个第三位置传感器触点与第一位置传感器触点相配合电连接，所述各电动手指的两个第三位置传感器触点与第二传感器触点配合电连接；所述第一、第二、第三、第四、第五、第六及第七位置传感器触点均包括限位螺钉及缠绕在限位螺钉上的导线。所述的下指节，与中指节结构相同；所述的中指节及下指节的数量为零个、一个、两个、三个、四个或五个。
[0008]优选的，所述手掌体与手掌盖的盖合，采用直接卡合、胶水粘合、铆接或紧定螺钉固定。
[0009]所述第一触碰传感器和第二触碰传感器均包括静触片和可与所述静触片电接触的动触片；所述手掌盖开设有Μ对传感器安装孔，所述上指节的顶部开设有两对传感器安装孔；每对传感器安装孔中，一个用于固定静触片，另一个用于固定动触片。所述上指节体顶部有一个通孔，静触片及动触片的引出线通过顶部的通孔引入上指节体内。
[0010]所述电动拇指的下指节的底部和手掌体上分别开设有相配合的第一轴孔，一个第一转轴穿过下指节的第一轴孔、手掌体的第一轴孔而将电动拇指与拟人手掌联接；所述电动拇指的上指节的底部和下指节的顶部分别设有相配合的第三轴孔，一个第三转轴穿过所述上指节的第三轴孔、下指节的第三轴孔将上指节和下指节连接；所述第一、第三转轴上均套设有冠齿轮，所述电动拇指下指节体内的电机轴上均套设有直齿轮，所述冠齿轮与直齿轮相嗤合。
[0011]所述电动拇指具有两个独立自由度，包括上指节的独立自由度及下指节的独立自由度。上指节的独立自由度指上指节绕第三转轴旋转运动，下指节的独立自由度指下指节绕第一转轴的旋转运动。上指节的独立自由度位于上指节与下指节的连接处，通过安装在电动拇指下指节体内的电机、第三转轴、套设在所述电机上的直齿轮及套设在第三转轴上的冠齿轮实现，所述电机转动带动所述直齿轮转动，所述直齿轮带动所述冠齿轮转动，所述冠齿轮带动电动拇指的上指节转动，从而实现上指节的独立自由度。所述电动拇指的下指节的独立自由度位于下指节与手掌体的联接处，通过安装在手掌体内的电机、第一转轴、套设在所述电机上的直齿轮及套设在第一转轴上的冠齿轮实现，所述电机转动带动所述直齿轮转动，所述直齿轮带动所述冠齿轮转动，所述冠齿轮带动电动拇指的下指节转动，从而实现电动拇指的下指节的独立自由度。
[0012]所述电动手指的下指节的底部和手掌体上分别设有相配合的第二轴孔，一个第二转轴穿过下指节的第二轴孔、手掌体的第二轴孔而将电动手指与拟人手掌联接；所述电动手指的中指节的底部和下指节的顶部分别设有相配合的第四轴孔，一个第四转轴穿过中指节的第四轴孔、下指节的第四轴孔将中指节和下指节连接；所述的电动手指的上指节的底部和中指节的顶部分别设有相配合的第五轴孔，一个第五转轴穿过上指节的第五轴孔、中指节的第五轴孔将上指节和中指节连接；所述第三转轴、第四转轴及第五转轴上均套设有冠齿轮，所述电动手指的中指节体及下指节体内的电机轴上均套设有直齿轮，所述冠齿轮与直齿轮相啮合；所述N个电动手指结构相同。
[0013]所述电动手指具有三个独立自由度，包括上指节的独立自由度、中指节的独立自由度及下指节的独立自由度。所述的上指节的独立自由度位于上指节与中指节的联接处，通过安装在中指节体内的电机、第五转轴、套设在所述电机上的直齿轮及套设在第五转轴上的冠齿轮实现；所述电机转动带动所述直齿轮转动，所述直齿轮带动所述冠齿轮转动，所述冠齿轮带动电动手指的上指节转动，从而实现电动手指的上指节的独立自由度。所述中指节的独立自由度位于中指节与下指节的联接处，通过安装在下指节体内的电机、第四转轴、套设在所述电机上的直齿轮及套设在第四转轴上的冠齿轮实现；所述电机转动带动所述直齿轮转动，所述直齿轮带动所述冠齿轮转动，所述冠齿轮带动电动手指的中指节转动，从而实现电动手指的中指节的独立自由度。所述下指节的独立自由度位于下指节与手掌体的联接处，通过安装在手掌体内的电机、第二转轴、套设在所述电机上的直齿轮及套设在第二转轴上的冠齿轮实现，所述电机转动带动所述直齿轮转动，所述直齿轮带动所述冠齿轮转动，所述冠齿轮带动电动手指的下指节转动，从而实现电动手指的下指节的独立自由度。
[0014]所述手掌盖上的Μ个第一触碰传感器均安装在手掌盖