机械手及机械手臂及机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种机械手及机械手臂及机器人。
【背景技术】
[0002]现有的机械手刚性传动，相比肌腱控制手指屈伸，缺少柔性和缓冲，因此，机械手快速抓取容易对被抓物体产生冲击，造成损伤。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种机械手及机械手臂及机器人。
[0004]本实用新型实施方式的机械手包括:
[0005]手指基座;及
[0006]机械手指，所述机械手指包括转动设置于所述手指基座的基指段;及
[0007]驱动装置，所述驱动装置包括第一致动器及连接所述基指段及所述第一致动器的变刚度拉伸连杆，所述第一致动器用于通过所述变刚度拉伸连杆驱动所述基指段相对于所述手指基座转动。
[0008]本实用新型实施方式的机械手的机械手指的基指段通过变刚度拉伸连杆与驱动装置连接，由于变刚度拉伸连杆具有缓冲受力的作用，因此可以缓冲所述驱动装置施加在所述基指段的拉力，使得所述机械手指转动时具有受力回转的空间，从而具有类似人手指肌腱的作用，从而使得机械手具有柔性自适应特征。
[0009]在某些实施方式中，所述基指段底端外侧与所述手指基座转动连接，所述变刚度拉伸连杆与所述基指段底端内侧转动连接。
[0010]在某些实施方式中，所述驱动装置包括设置在所述手指基座内侧且相对于所述手指基座上下滑动设置的传动滑块;所述变刚度拉伸连杆与所述传动滑块转动连接。
[0011]在某些实施方式中，所述变刚度拉伸连杆包括与所述基指段转动连接的第一连杆件及与所述传动滑块转动连接的第二连杆件及连接所述第一连杆件及所述第二连杆件的第一弹性元件，所述第二连杆件与所述第一连杆件相对滑动设置。
[0012]在某些实施方式中，所述驱动装置包括第一拉丝及滑轮，所述第一拉丝通过所述滑轮与所述传动滑块连接，用于拉动所述传动滑块向上或向下滑动。
[0013]在某些实施方式中，所述机械手指包括多个，所述多个机械手指的内侧相对设置，所述传动滑块设置在所述多个机械手指之间并与所述多个机械手指底端内侧转动连接。
[0014]在某些实施方式中，所述机械手指包括中指段及端指段，所述中指段的两端分别与所述基指段及所述端指段连接，所述机械手指还包括变刚度压缩连杆，所述变刚度压缩连杆两端分别与所述基指段及所述端指段转动连接以与所述中指段、所述基指段、所述端指段构成四连杆驱动装置。
[0015]在某些实施方式中，所述变刚度压缩连杆包括与所述端指段转动连接的第三连杆件及与所述基指段转动连接的第四连杆件及连接所述第三连杆件及所述第四连杆件的第二弹性元件，所述第四连杆件与所述第三连杆件相对滑动设置。
[0016]在某些实施方式中，所述驱动装置包括第二致动器及连接所述第二致动器及所述中指段的第二拉丝，所述第二致动器用于通过所述第二拉丝拉动所述中指段相对于所述基指段转动。
[0017]在某些实施方式中，所述机械手指包括连接所述基指段及所述中指段的回位弹簧，所述回位弹簧用于在所述第二致动器未拉动所述中指段时驱动所述中指段复位。
[0018]本实用新型实施方式的机器手臂包括上述所述的机械手。
[0019]本实用新型实施方式的机器手臂的机械手具有柔性自适应特征，从而提高了机器手臂的自适应性。
[0020]本实用新型实施方式的机器人包括上述所述的机械手。
[0021 ]本实用新型实施方式的机器人的机械手具有柔性自适应特征，从而提高了机器人的自适应性。
[0022]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0023]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0024]图1是本实用新型实施方式的机械手的立体示意图。
[0025]图2是图1的机械手的机械手指与驱动装置连接的立体示意图。
[0026]图3是本实用新型实施方式的变刚度连杆受力分析示意图。
[0027]图4是本实用新型实施方式的变刚度拉伸连杆受力分析示意图。
[0028]图5是本实用新型实施方式的变刚度拉伸连杆不受力或受压力时立体示意图。
[0029]图6是图5的本实用新型实施方式的变刚度拉伸连杆受拉力时立体示意图。
[0030]图7是图1的机械手的机械手指立体示意图。
[0031 ]图8是本实用新型实施方式的变刚度压缩连杆受力分析示意图。
[0032]图9是图7的机械手指的剖面示意图。
[0033]图10是本实用新型实施方式的变刚度压缩连杆受力立体示意图。
[0034I图11是四连杆机构的示意图。
[00；35]图12是四连杆机构的工作原理示意图。
[0036]图13是本实用新型实施方式的机械手指的拉丝连接示意图。
【具体实施方式】
[0037]以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
[0038]另外，下面结合附图描述的本实用新型的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型的实施方式，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0039]请参阅图1及图2，本实用新型实施方式的机械手1000包括手指基座200及机械手指100。机械手指100包括转动设置于手指基座100的基指段10及驱动装置40。驱动装置40包括第一致动器41及连接基指段10及第一致动器41的变刚度拉伸连杆42。第一致动器41用于通过变刚度拉伸连杆42驱动基指段10相对于手指基座200转动。
[0040]本实施方式中，第一致动器41为用于驱动机械手指100的基指段10相对于手指基座200转动的马达及气缸等动力源。
[0041]本实施方式中的变刚度拉伸连杆42属于变刚度连杆中的一种。变刚度连杆具有以下性能。
[0042]请参阅图3，曲线LI表示变刚度连杆的X(受力)与Y(变形量)之间的关系，直线L2表示刚性连杆的X(受力)与Y(变形量)之间的关系。
[0043]如曲线LI所示，当X(受力)为O时，变刚度连杆的Y(变形量)为0，即保持原长；当X(受力)大于O时，S卩X(受力)为拉力时，变刚度连杆的Y(变形量)随着X(受力)的增大呈曲线上升，而当X(受力)增大到一定值时，变刚度连杆的Y(变形量)不再增大，呈水平直线；当X(受力)小于O时，即X(受力)为压力时，变刚度连杆的Y(变形量)的值随着X(受力)的值的增大呈曲线增大，而当x(受力)的值增大到一定值时，变刚度连杆的Y值(变形量)不再增大，呈水平直线。
[0044]如直线L2所示，当X(受力)变化时，刚性连杆的Y(变形量)保持不变。
[0045]如此，变刚度连杆具有受力伸缩的性能。
[0046]请参阅图4，曲线L3表示变刚度拉伸连杆42的X(受力)与Y(变形量)之间的关系。如曲线L3所示，当X(受力)小于等于O时，变刚度拉伸连杆42的Y(变形量)为0，即保持原长，不随X(受力)的变化而变化，即变刚度拉伸连杆42不受压力的影响；当X(受力)大于O时，SPX(受力)为拉力时，变刚度拉伸连杆42的Y(变形量)随着X(受力)的增大呈曲线上升，而当X(受力)增大到一定值时，变刚度拉伸连杆42的Y(变形量)不再增大，呈水平直线。
[0047]如此，变刚度拉伸连杆42可用于替换只承受拉力的刚性连杆，并具有缓冲受力的作用。同时，变刚度拉伸连杆42的变刚度方向稳定，不会左右偏移，在拉伸缓冲受力的同时，稳固方向。
[0048]本实用新型实施方式的机械手1000的机械手指100的基指段10通过变刚度拉伸连杆42与驱动装置40连接，由于变刚度拉伸连杆42具有缓冲受力的作用，因此可以缓冲驱动