本實用新型涉及機械手技術領域,尤其是涉及一種仿生機械手。
背景技術:
機器人飛速發展,已經成為工業4.0的核心技術之一,機械手是機器人與外界進行交互和操作的主要手段之一,起著不可替代的作用,特別是與人類的手一樣具有通用性和靈活性的靈巧手已迫在眉睫。
當前,很多文獻已經著力于機械手方面的研究,有針對具體問題的專用機械手,也有仿人手的五指機械手;比如:北航的bh系列手、清華的th系列手。但前者是針對具體操作對象而設計的專用性機械手,脫離具體目標后無法使用,無法充當機器人手這樣一個高度仿生的部件;后者性能并不能滿足通用、靈巧等實際需求。當然,有一些研究已經著力于仿生機械手的研究,比如國外的barretthand機械手。但是此機械手存在結構復雜、靈活性低、通用性差、力度掌控能力差等問題,尤其是對加工工藝、材料的耐磨性要求較高、對使用年限有較高限制的問題。
技術實現要素:
本實用新型所要解決的技術問題是提供了一種靈活性好的機械結構的仿生機械手。
為實現上述目的,本實用新型提供以下的技術方案:一種仿生機械手,所述仿生機械手包括機械手腕,所述機械手腕的端部設置旋轉座,所述旋轉座上設置機械手掌;所述機械手掌的端部設置的五個仿生機械手指,所述機械手掌與五個仿生機械手指構成人體手掌形狀;
所述機械手掌靠近機械手腕處設置大拇指安裝座,大拇指安裝座上設置大拇指滑塊放置孔,大拇指滑塊放置孔內設置大拇指曲柄滑塊;所述大拇指曲柄滑塊連接大拇指氣缸;所述大拇指氣缸的伸縮端連接大拇指模塊;
所述機械手掌遠離機械手腕端依照人體手指位置依次設置食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座和小拇指安裝座;所述食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座和小拇指安裝座分別與機械手掌鉸接;
所述食指安裝座設置食指滑塊放置孔,食指滑塊放置孔內設置食指曲柄滑塊;所述食指曲柄滑塊連接食指氣缸;所述食指氣缸的伸縮端可轉動連接食指模塊;
所述中指安裝座設置中指滑塊放置孔,中指滑塊放置孔內設置中指曲柄滑塊;所述中指曲柄滑塊連接中指氣缸;所述中指氣缸的伸縮端可轉動連接中指模塊;
所述無名指安裝座設置無名指滑塊放置孔,無名指滑塊放置孔內設置無名指曲柄滑塊;所述無名指曲柄滑塊連接無名指氣缸;所述無名指氣缸的伸縮端可轉動連接無名指模塊;
所述小拇指安裝座設置小拇指滑塊放置孔,小拇指滑塊放置孔內設置小拇指曲柄滑塊;所述小拇指曲柄滑塊連接小拇指氣缸;所述小拇指氣缸的伸縮端可轉動連接小拇指模塊;
所述食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座、小拇指安裝座分別與機械手掌可轉動連接,轉動方向與機械手掌的表面平行。
優選的,所述食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座、小拇指安裝座分別在與機械手掌連接處設置圓形鉸接塊鉸接,所述圓形鉸接塊分別與設置在食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座、小拇指安裝座的轉動氣缸的伸縮端偏心固接;所述轉動氣缸的固定端固接在機械手掌上。
優選的,所述大拇指模塊包括與大拇指氣缸伸縮端可轉動連接的固定塊、第一拇指節和第二拇指節,所述固定塊的外側設置大拇指彎曲氣缸,所述大拇指彎曲氣缸的伸縮端連接拇指轉動塊;所述拇指轉動塊的結構呈船錨型,包括與固定塊轉動連接的直部、與大拇指彎曲氣缸可轉動連接的第一曲部和與大拇指第二拇指節可轉動連接的第二曲部;所述第二拇指節與第一拇指節可轉動連接。
優選的,所述固定塊上設置可與其轉動的轉動塊;所述轉動塊與拇指轉動塊的直部間設置鉸鏈可轉動連接;所述拇指轉動塊的第二曲部上設置月牙形轉動孔;所述第二拇指節上穿轉動軸并穿過月牙形轉動孔連接第二拇指節和第二曲部;所述第二拇指節與第一拇指節銜接處設置轉動孔;所述第一拇指節上穿轉動軸并穿過轉動孔連接第二拇指節和第一拇指節。
優選的,所述食指模塊包括與食指氣缸伸縮端固接的第三食指節、所述第三食指節的另一端通過轉軸與第二食指節可轉動連接;所述第二食指節的另一端通過轉軸與第一食指節可轉動連接;所述第一食指節的側邊還設置食指推動氣缸,所述食指推動氣缸的伸縮端和第三食指節與第二食指節間的轉動軸固接;所述第二食指節還包括與第三食指節和第一食指節固接的食指回位塊。
優選的,所述中指模塊包括與中指活塞伸縮端固接的第三中指節、所述第三中指節的另一端通過轉軸與第二中指節可轉動連接;所述第二中指節的另一端通過轉軸與第一中指節可轉動連接;所述第一中指節的側邊還設置中指推動氣缸,所述中指推動氣缸的伸縮端和第三中指節與第二中指節間的轉動軸固接;所述第二中指節還包括與第三中指節和第一中指節固接的中指回位塊。
優選的,所述無名指模塊包括與無名指氣缸伸縮端固接的第三無名指節、所述第三無名指節的另一端通過轉軸與第二無名指節可轉動連接;所述第二無名指節的另一端通過轉軸與第一無名指節可轉動連接;所述第一無名指節的側邊還設置無名指推動氣缸,所述無名指推動氣缸的伸縮端和第三無名指節與第二無名指節間的轉動軸固接;所述第二無名指節還包括與第三無名指節和第一無名指節固接的無名指回位塊。
優選的,所述小拇指模塊包括與小拇指氣缸伸縮端固接的第三小拇指節、所述第三小拇指節的另一端通過轉軸與第二小拇指節可轉動連接;所述第二小拇指節的另一端通過轉軸與第一小拇指節可轉動連接;所述第一小拇指節的側邊還設置小拇指推動氣缸,所述小拇指推動氣缸的伸縮端和第三小拇指節與第二小拇指節間的轉動軸固接;所述第二小拇指節還包括與第三小拇指節和第一小拇指節固接的小拇指回位塊。
優選的,所述第一拇指節的端部設置向機械手掌掌心方向隆起的拇指凸塊;所述第三食指節的端部設置向機械手掌掌心方向隆起的食指凸塊;所述第三中指節的端部設置向機械手掌掌心方向隆起的中指凸塊;所述第三無名指節的端部設置向機械手掌掌心方向隆起的無名指凸塊;所述第三小拇指節的端部設置向機械手掌掌心方向隆起的小拇指凸塊。
優選的,所述仿生機械手的構成部件的材料為鋁合金或工程塑料。
本實用新型采用仿人手的五指機械手的機械結構仿生模擬構成,其靈活度高,抓取力強,可以采用鋁合金材料、工程塑料制成工業成品。
附圖說明
圖1是本實用新型一種仿生機械手的結構示意圖;
其中,1、機械手腕,2、旋轉座,3、機械手掌,4、大拇指安裝座,5、大拇指滑塊放置孔,6、曲柄滑塊,7、大拇指氣缸,8、大拇指模塊,9、食指安裝座,10、中指安裝座、11.無名指安裝座、12.小拇指安裝座、13.圓形鉸接塊、14.轉動氣缸、15.固定塊、16.鉸鏈、17.轉動軸、20.食指模塊、21.食指滑塊放置孔、22.食指曲柄滑塊、23.食指氣缸、30.中指模塊、31.中指滑塊放置孔、32.中指曲柄滑塊、33.中指氣缸、40.無名指模塊、41.無名指滑塊放置孔、42.無名指曲柄滑塊、43.無名指活塞、50.小拇指模塊、51.小拇指滑塊放置孔、52.小拇指曲柄滑塊、53.小拇指活塞、81.第一拇指節、82.第二拇指節、83.拇指轉動塊、84.轉動孔、85.大拇指彎曲氣缸、201.第一食指節、202.第二食指節、203.第三食指節、204.轉軸、205.推動活塞、206.食指回位塊、207.食指凸塊、301.第一中指節、302.第二中指節、303.第三中指節、304.中指轉軸、305.中指推動氣缸、306.中指回位塊、307.中指凸塊、401.第一無名指節、402.第二無名指節、403.第三無名指節、404.無名指轉軸、405.無名指推動氣缸、406.無名指回位塊、407.無名指凸塊、501.第一小拇指節、502.第二小拇指節、503.第三小拇指節、504.小拇指轉軸、505.小拇指推動氣缸、506.小拇指回位塊、507.小拇指凸塊、811.拇指凸塊、831.直部、832.第一曲部、833.第二曲部、834.月牙形轉動孔。
具體實施方式
為了加深對本實用新型的理解,下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步詳述,該實施例僅用于解釋本實用新型,并不構成對本實用新型保護范圍的限定。
下面結合附圖1詳細說明本實用新型的優選實施方式:種仿生機械手,所述仿生機械手包括機械手腕1,所述機械手腕1的端部設置旋轉座2,所述旋轉座2上設置機械手掌3;所述機械手掌3的端部設置的五個仿生機械手指,所述機械手掌3與五個仿生機械手指構成人體手掌形狀;所述機械手掌3靠近機械手腕1處設置大拇指安裝座4,大拇指安裝座4上設置大拇指滑塊放置孔5,大拇指滑塊放置孔5內設置大拇指曲柄滑塊6;所述大拇指曲柄滑塊6連接大拇指氣缸7;所述大拇指氣缸7的伸縮端連接大拇指模塊8;所述機械手掌3遠離機械手腕1端依照人體手指位置依次設置食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11和小拇指安裝座12;所述食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11和小拇指安裝座12分別與機械手掌3鉸接;所述食指安裝座9設置食指滑塊放置孔21,食指滑塊放置孔21內設置食指曲柄滑塊22;所述食指曲柄滑塊22連接食指氣缸23;所述食指氣缸23的伸縮端可轉動連接食指模塊20;所述中指安裝座10設置中指滑塊放置孔31,中指滑塊放置孔31內設置中指曲柄滑塊32;所述中指曲柄滑塊32連接中指氣缸33;所述中指活塞33的伸縮端可轉動連接中指模塊30;所述無名指安裝座11設置無名指滑塊放置孔41,無名指滑塊放置孔41內設置無名指曲柄滑塊42;所述無名指曲柄滑塊42連接無名指氣缸43;所述無名指氣缸43的伸縮端可轉動連接無名指模塊40;所述小拇指安裝座12設置小拇指滑塊放置孔51,小拇指滑塊放置孔51內設置小拇指曲柄滑塊52;所述小拇指曲柄滑塊52連接小拇指氣缸53;所述小拇指氣缸53的伸縮端可轉動連接小拇指模塊50;所述食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11、小拇指安裝座12分別與機械手掌3可轉動連接,轉動方向與機械手掌3的表面平行。
作為本實用新型的一種優選實施方式,食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11、小拇指安裝座12分別在與機械手掌3連接處設置圓形鉸接塊13鉸接,所述圓形鉸接塊13分別與設置在食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11、小拇指安裝座12的轉動氣缸14的伸縮端偏心固接;所述轉動氣缸14的固定端固接在機械手掌3上。
作為本實用新型的一種優選實施方式,大拇指模塊8包括與大拇指氣缸7伸縮端可轉動連接的固定塊15、第一拇指節81和第二拇指節82,所述固定塊15的外側設置大拇指彎曲氣缸85,所述大拇指彎曲氣缸85的伸縮端連接拇指轉動塊83;所述拇指轉動塊83的結構呈船錨型,包括與固定塊15轉動連接的直部831、與大拇指彎曲氣缸85可轉動連接的第一曲部832和與大拇指第二拇指節82可轉動連接的第二曲部833;所述第二拇指節82與第一拇指節81可轉動連接。固定塊15上設置可與其轉動的轉動塊84;所述轉動塊84與拇指轉動塊83的直部831間設置鉸鏈16可轉動連接,拇指轉動塊83的第二曲部833上設置月牙形轉動孔834;所述第二拇指節82上穿轉動軸17并穿過月牙形轉動孔連接第二拇指節82和第二曲部833;所述第二拇指節82與第一拇指節81銜接處設置轉動孔834;所述第一拇指節81上穿轉動軸17并穿過月牙形轉動孔834連接第二拇指節82和第一拇指節81。
作為本實用新型的一種優選實施方式,食指模塊20包括與食指氣缸23伸縮端固接的第三食指節203、所述第三食指節203的另一端通過食指轉軸204與第二食指節202可轉動連接;所述第二食指節202的另一端通過食指轉軸204與第一食指節201可轉動連接。所述第一食指節201的側邊還設置食指推動氣缸205,所述食指推動氣缸205的伸縮端和第三食指節203與第二食指節202間的食指轉軸204固接。所述第二食指節202還包括與第三食指節203和第一食指節201固接的食指回位塊206。
中指模塊30包括與中指氣缸33伸縮端固接的第三中指節303、所述第三中指節303的另一端通過中指轉軸204與第二中指節302可轉動連接;所述第二中指節302的另一端通過中指轉軸204與第一中指節301可轉動連接;所述第一中指節301的側邊還設置中指推動活塞305,所述中指推動活塞305的伸縮端和第三中指節303與第二中指節302間的中指轉軸204固接;所述第二中指節302還包括與第三中指節303和第一中指節301固接的中指回位塊306。
無名指模塊40包括與無名指氣缸43伸縮端固接的第三無名指節403、所述第三無名指節403的另一端通過轉軸404與第二無名指節402可轉動連接;所述第二無名指節402的另一端通過轉軸404與第一無名指節401可轉動連接;所述第一無名指節401的側邊還設置無名指推動氣缸405,所述無名指推動氣缸405的伸縮端和第三無名指節與第二無名指節間的轉軸404固接;所述第二無名指節402還包括與第三無名指節403和第一無名指節401固接的無名指回位塊406。
小拇指模塊50包括與小拇指氣缸53伸縮端固接的第三小拇指節503、所述第三小拇指節503的另一端通過轉軸504與第二小拇指節502可轉動連接;所述第二小拇指節502的另一端通過轉軸504與第一小拇指節501可轉動連接;所述第一小拇指節501的側邊還設置小拇指推動活塞505,所述小拇指推動氣缸505的伸縮端和第三小拇指節503與第二小拇指節502間的轉動軸504固接;所述第二小拇指節502還包括與第三小拇指節503和第一小拇指節501固接的小拇指回位塊506。
作為本實用新型的一種優選實施方式,所述第一拇指節81的端部設置向機械手掌3掌心方向隆起的拇指凸塊811。所述第三食指節203的端部設置向機械手掌3掌心方向隆起的食指凸塊207。所述第三中指節303的端部設置向機械手掌3掌心方向隆起的中指凸塊307。所述第三無名指節403的端部設置向機械手掌3掌心方向隆起的無名指凸塊407。所述第三小拇指節503的端部設置向機械手掌3掌心方向隆起的小拇指凸塊507。
本實用新型采用仿人手的五指機械手的機械結構仿生模擬構成,其靈活度高,抓取力強,同時還可以采用鋁合金材料或者工程塑料制成工業成品。
以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式,應當指出,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型創造構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本實用新型的保護范圍。