一種多功能助殘機械手的制作方法

一種多功能助殘機械手的制作方法
【專利摘要】一種多功能助殘機械手，屬于機械手【技術領域】。本實用新型的手爪包括基板、舵機及夾持指，基板上設置有滑道，夾持指下部連接有滑塊，夾持指通過滑塊及滑道與基板滑動配合，舵機安裝在基板上，舵機與滑塊之間通過曲柄連桿機構相連接；曲柄連桿機構包括曲柄和連桿，曲柄的桿體中心與舵機的動力輸出軸相連接，曲柄一端與連桿一端相鉸接，連桿另一端鉸接在滑塊上；在滑塊上也設置有滑道，夾持指下部設置有滑槽，夾持指通過滑槽及滑道與滑塊相連接；滑塊與夾持指之間設置有彈簧；在夾持指夾持面上設置有彈性橡膠墊；手爪配裝有工具連接柄，工具連接柄與手爪相配合，工具連接柄端部連接有工具；在夾持指的夾持面上設置有凹槽，凹槽與工具連接柄相對應。
【專利說明】一種多功能助殘機械手

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于機械手【技術領域】，特別是涉及一種多功能助殘機械手。

【背景技術】
[0002]目前，面對諸多行動不便的老年人及上肢殘障人士，能夠幫助他們實現抓取物體和日常進餐的機械手，是重拾他們“自食其力”信心的重要工具，但是現階段作為輔助工具的助殘機械手發展的還很不完善，現有的助殘機械手不但價格昂貴，而且功能單一，雖能完成一定的夾取動作，但是夾取物體的適用范圍小，作為機械手重要組成部分的手爪部分，對夾取的物體限制非常大，能夠夾取矩形類物體的手爪，想要很好的夾取圓柱形類物體就非常困難，反之亦然。而且現有的手爪大都沒有設置過載保護功能，手爪的夾持力全部由傳感器控制，導致手爪部分的成本極高，且夾持可靠性又很低。
實用新型內容
[0003]針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種多功能助殘機械手，其手爪部分對于所夾取物體的形狀適用范圍大，幾乎不受所夾取物體形狀的限制，能夠同時滿足對矩形物體和圓柱形物體的夾取工作；本實用新型的手爪部分采用的是滑道式平行夾取結構，并能夠實現機械式過載保護，不但降低了手爪部分的制造成本，還極大的提高了夾持可靠性。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種多功能助殘機械手，包括支撐盤、大臂、小臂、手腕及手爪，所述大臂一端與支撐盤相連，大臂另一端與小臂一端相連，小臂另一端與手腕相連，手腕與手爪相連；所述手爪包括基板、舵機、第一夾持指及第二夾持指，在所述基板的一側設置有第一滑道，在所述第一夾持指下部連接有第一滑塊，在第二夾持指下部連接有第二滑塊，第一夾持指通過第一滑塊及第一滑道與基板滑動配合，第二夾持指通過第二滑塊及第一滑道與基板滑動配合；所述舵機安裝在基板上，舵機與第一滑塊及第二滑塊之間通過曲柄連桿機構相連接。
[0005]在所述第一滑塊上設置有第二滑道，在第一夾持指下部設置有第一滑槽，第一夾持指通過第一滑槽及第二滑道與第一滑塊相連接；在所述第二滑塊上設置有第三滑道，在第二夾持指下部設置有第二滑槽，第二夾持指通過第三滑道及第二滑槽與第二滑塊相連接；在所述第一滑塊與第一夾持指之間、第二滑塊與第二夾持指之間均設置有彈簧。
[0006]在所述第一夾持指及第二夾持指的夾持面上均設置有彈性橡膠墊。
[0007]所述曲柄連桿機構包括曲柄、第一連桿及第二連桿，所述曲柄的桿體中心與舵機的動力輸出軸相連接，曲柄一端與第一連桿一端相鉸接，第一連桿另一端鉸接在第一滑塊上；所述曲柄另一端與第二連桿一端相鉸接，第二連桿另一端鉸接在第二滑塊上。
[0008]所述手爪配裝有工具連接柄，工具連接柄與手爪相配合，工具連接柄端部連接有工具。
[0009]在所述第一夾持指及第二夾持指的夾持面上均設置有凹槽，凹槽與工具連接柄相對應。
[0010]本實用新型的有益效果:
[0011]本實用新型與現有技術相比，所夾取物體的形狀適用范圍大，幾乎不受所夾取物體形狀的限制，能夠同時滿足對矩形物體和圓柱形物體的夾取工作；本實用新型的手爪部分采用的是滑道式平行夾取結構，并能夠實現機械式過載保護，不但降低了手爪部分的制造成本，還極大的提高了夾持可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的一種多功能助殘機械手結構示意圖；
[0013]圖2為圖1中手爪結構示意圖；
[0014]圖3為圖2的側視圖；
[0015]圖4為本實用新型與輪椅結合安裝效果圖；
[0016]圖中，I—支撐盤，2—大臂，3—小臂，4一手腕，5—手爪，6—基板，7—舵機，8—第一夾持指，9 一第二夾持指，10 —曲柄，11—第一連桿，12—第二連桿，13 一第一滑塊,14 一第二滑塊，15—彈簧，16—彈性橡膠墊。

【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0018]如圖1、2、3所示，一種多功能助殘機械手，包括支撐盤1、大臂2、小臂3、手腕4及手爪5，所述大臂2 —端與支撐盤I相連，大臂2另一端與小臂3 —端相連，小臂3另一端與手腕4相連，手腕4與手爪5相連；所述手爪5包括基板6、舵機7、第一夾持指8及第二夾持指9，在所述基板6的一側設置有第一滑道，在所述第一夾持指8下部連接有第一滑塊13，在第二夾持指9下部連接有第二滑塊14，第一夾持指8通過第一滑塊13及第一滑道與基板6滑動配合，第二夾持指9通過第二滑塊14及第一滑道與基板6滑動配合；所述舵機7安裝在基板6上，舵機7與第一滑塊13及第二滑塊14之間通過曲柄連桿機構相連接。
[0019]在所述第一滑塊13上設置有第二滑道，在第一夾持指8下部設置有第一滑槽，第一夾持指8通過第一滑槽及第二滑道與第一滑塊13相連接；在所述第二滑塊14上設置有第三滑道，在第二夾持指9下部設置有第二滑槽，第二夾持指9通過第三滑道及第二滑槽與第二滑塊14相連接；在所述第一滑塊13與第一夾持指8之間、第二滑塊14與第二夾持指9之間均設置有彈簧15。當第一、第二夾持指之間的夾持力大于彈簧15彈性變形力時，彈簧15會被壓縮，而通過彈簧壓縮實現過載保護，防止了夾持力的過大損壞被夾持物。
[0020]在所述第一夾持指8及第二夾持指9的夾持面上均設置有彈性橡膠墊16，當夾持物為圓柱形物體時，彈性橡膠墊16會通過彈性變形使其表面更好的貼合在夾持物的圓柱面上，使夾持物的夾持穩定性更高。
[0021]所述曲柄連桿機構包括曲柄10、第一連桿11及第二連桿12，所述曲柄10的桿體中心與舵機7的動力輸出軸相連接，曲柄10 —端與第一連桿11 一端相鉸接，第一連桿11另一端鉸接在第一滑塊13上；所述曲柄10另一端與第二連桿12 —端相鉸接，第二連桿12另一端鉸接在第二滑塊14上。
[0022]所述手爪5配裝有工具連接柄，工具連接柄與手爪5相配合，工具連接柄端部連接有工具，工具包括湯匙、餐叉、翻書用橡膠桿等。
[0023]在所述第一夾持指8及第二夾持指9的夾持面上均設置有凹槽，凹槽與工具連接柄相對應，當手爪5夾持工具連接柄時，令工具連接柄位于凹槽內，能夠保證舵機7只需輸出較小的扭轉力，就可實現對工具連接柄的夾緊，進而通過更換不同的工具實現相應的功倉泛。
[0024]下面結合【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的一次使用過程:
[0025]如圖4所示，本實施例中將本實用新型的一種多功能助殘機械手安裝到輪椅上，與輪椅相結合，以幫助使用者實現用餐及看書的目的。為了盡可能的降低機械手的整機重量，機械手的骨架部分采用塑料材質，并通過3D打印技術制造。
[0026]舵機7反向轉動，直到手爪5處于最大張開位置，選定一個抓取目標，本實施例中以水杯為例，移動機械手靠近水杯，令水杯位于處于第一夾持指8與第二夾持指9之間，此時舵機7正向轉動，進而使第一夾持指8與第二夾持指9相互靠近，直到水杯被夾住，舵機7繼續正向轉動，夾持力不斷增大，此時彈性橡膠墊16會緩慢變形，直到充分與水杯的圓柱外表面相貼合，此時水杯被完全夾緊，這時機械手向上移動，水杯在手爪5夾持作用下抬起，并緩慢靠近使用者嘴邊，實現飲水的目的。
[0027]即使夾持力沒有控制好，導致夾持力過大，水杯也不會因為過載而碎裂，因為當夾持力超過彈簧15彈性變形力時，彈簧15會迅速被壓縮，此時第一夾持指8、第二夾持指9會分別沿著第一滑塊13上的第二滑道、第二滑塊14上的第三滑道反向滑動，使夾持力無法繼續增大，從而保證了夾持力的相對穩定，實現了過載保護的目的。
【權利要求】
1.一種多功能助殘機械手，包括支撐盤、大臂、小臂、手腕及手爪，所述大臂一端與支撐盤相連，大臂另一端與小臂一端相連，小臂另一端與手腕相連，手腕與手爪相連；其特征在于:所述手爪包括基板、舵機、第一夾持指及第二夾持指，在所述基板的一側設置有第一滑道，在所述第一夾持指下部連接有第一滑塊，在第二夾持指下部連接有第二滑塊，第一夾持指通過第一滑塊及第一滑道與基板滑動配合，第二夾持指通過第二滑塊及第一滑道與基板滑動配合；所述舵機安裝在基板上，舵機與第一滑塊及第二滑塊之間通過曲柄連桿機構相連接。
2.根據權利要求1所述的一種多功能助殘機械手，其特征在于:在所述第一滑塊上設置有第二滑道，在第一夾持指下部設置有第一滑槽，第一夾持指通過第一滑槽及第二滑道與第一滑塊相連接；在所述第二滑塊上設置有第三滑道，在第二夾持指下部設置有第二滑槽，第二夾持指通過第三滑道及第二滑槽與第二滑塊相連接；在所述第一滑塊與第一夾持指之間、第二滑塊與第二夾持指之間均設置有彈簧。
3.根據權利要求1所述的一種多功能助殘機械手，其特征在于:在所述第一夾持指及第二夾持指的夾持面上均設置有彈性橡膠墊。
4.根據權利要求1所述的一種多功能助殘機械手，其特征在于:所述曲柄連桿機構包括曲柄、第一連桿及第二連桿，所述曲柄的桿體中心與舵機的動力輸出軸相連接，曲柄一端與第一連桿一端相鉸接，第一連桿另一端鉸接在第一滑塊上；所述曲柄另一端與第二連桿一端相鉸接，第二連桿另一端鉸接在第二滑塊上。
5.根據權利要求1所述的一種多功能助殘機械手，其特征在于:所述手爪配裝有工具連接柄，工具連接柄與手爪相配合，工具連接柄端部連接有工具。
6.根據權利要求5所述的一種多功能助殘機械手，其特征在于:在所述第一夾持指及第二夾持指的夾持面上均設置有凹槽，凹槽與工具連接柄相對應。
【文檔編號】A61G5/10GK203915151SQ201420165122
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】曾燦燦, 羅桂斌, 朱立達 申請人:東北大學