一种可折展机械手掌制造技术

一种可折展机械手掌，它涉及一种机械手掌。本发明专利技术解决了现有的机器人手爪由于受到手爪结构和电气系统方面的制约，机器人手掌存在缺乏灵活调整能力的问题。第一小手掌板、第二小手掌板、第一大手掌板和第二大手掌板两两相对构成完整的机械手掌板，手掌连杆机构与每块手掌板的杆形凸台活动连接，第一涡轮轴的一端上固套有第一涡轮，第二涡轮轴的一端上固套有第二涡轮，双轴电机通过固定卡座固定在固定圆柱的上端，第一丝杠和第二丝杠对称安装在双轴电机的输出轴上，第一丝杆套筒与第一丝杠螺纹连接，第二丝杠套筒与第二丝杠螺纹连接，第一丝杆套筒与手掌连杆机构的一端连接，第二丝杠套筒与手掌连杆机构的另一端连接。本发明专利技术用于机器人手掌领域。

【技术实现步骤摘要】
一种可折展机械手掌
本专利技术涉及一种可折展手掌，具体涉及一种可折展机械手掌，属于机器人应用领域。
技术介绍
机械手掌的形状和结构对于机械手爪进行稳定抓取具有重要的影响。机械手爪的手指结构和分布位置决定手爪的工作空间。机械手爪的手掌形状关系到与物体接触时所形成的接触点分布情况，进而影响到对物体的作用力。机械手掌是机械手爪的重要组成部分，有助于实现机械手爪的通用性和灵活性，有利于机械手爪帮助人类完成工作任务。机械手爪是机器人末端执行器中的一类模拟人类手部功能的机械装置，具有多种不同的机械结构，可以具备多种不同的抓取构型。其机构复杂程度、体积大小和重量都是机械手爪设计过程中的重要考虑因素。当机械装置的关节数量增多的时候，需要选定关节驱动器的数目和尺寸。在这种情况下可以通过减少驱动器数量使其构成一个具有耦合关节的机构，从而降低控制系统的复杂程度，同时也有助于降低机构复杂程度。机械手爪的灵活性体现在其可以抓取多种不同形状和尺寸的物体。通过设计可变形的机械手掌，可以增强机械手爪的灵活性和抓取稳定性。在美国专利US20060012197中公开了一种具有可伸展手掌的机器人手爪，其最大的特点是具有一个上下移动的一自由度手掌，通过手指的张合与手掌上升与下降调整指尖与手掌之间的距离，可以抓取不同尺寸的物体。其升降结构中的两个蜗轮通过一个蜗杆耦合，通过蜗杆传动使与蜗轮同轴的丝杠旋转并转化为直线位移，为手掌提供升降动力。但是该手掌是一块一自由度的升降平台，其固定的平台平面形状不能很好的适应不同形状的物体。在中国专利CN100528494C中公开了一种可重构机器人多指灵巧手的手掌，其手掌结构中具有固定手掌连接板的安装接口，通过在不同的安装接口上固定可分离的手掌连接板和机械手指，从而配置出具有不同的手指数目和构型的灵巧手，表现出机器人多指灵巧手的良好可重构性。但是该手掌属于固定手指的基座结构，手掌本身不具备在抓取过程中的调整能力。综上，现有的机器人手爪由于受到手爪结构和电气系统方面的制约，与机器人手爪连接的手掌缺乏灵活调整能力。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的机器人手爪由于受到手爪结构和电气系统方面的制约，机器人手掌存在缺乏灵活调整能力的问题，进而提供一种可折展机械手掌。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：本专利技术的可折展机械手掌包括第一小手掌板、第二小手掌板、第一大手掌板、第二大手掌板、手掌连杆机构、双轴电机、底座电机、蜗杆、第一涡轮、第二涡轮、第一涡轮轴、第二涡轮轴、第一丝杠、第二丝杠、第一丝杆套筒、第二丝杠套筒、固定卡座和固定圆柱，第一小手掌板和第二小手掌板沿机械手掌的长度方向对称设置，第一大手掌板和第二大手掌板沿机械手掌的长度方向对称设置，第一小手掌板、第二小手掌板、第一大手掌板和第二大手掌板两两相对构成完整的机械手掌板，每块手掌板的下端面上沿手掌的长度方向设置有杆形凸台，手掌连杆机构与每块手掌板的杆形凸台活动连接，底座电机安装在固定圆柱的上部内，蜗杆的下端与底座电机的输出轴固接，第一涡轮轴和第二涡轮轴水平安装在固定圆柱的上端，第一涡轮轴的一端上固套有第一涡轮，第二涡轮轴的一端上固套有第二涡轮，第一涡轮和第二涡轮均与蜗杆相互啮合，第一涡轮轴的另一端与手掌连杆机构的第一传动连杆固接，第二涡轮轴的另一端与手掌连杆机构的第二传动连杆固接；双轴电机通过固定卡座固定在固定圆柱的上端，第一丝杠和第二丝杠对称安装在双轴电机的输出轴上，第一丝杆套筒与第一丝杠螺纹连接，第二丝杠套筒与第二丝杠螺纹连接，第一丝杆套筒与手掌连杆机构的一端连接，第二丝杠套筒与手掌连杆机构的另一端连接。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术的一种可折展机械手掌通过控制双轴电机和底座电机的输出轴旋转角度能够调整各个手掌板上平面之间的夹角，使手掌板之间做一定角度的对折运动，消除了机械手掌与具有圆滑曲线特征的物体接触时容易产生滑动的问题，具有对不同形状与尺寸物体的良好适应能力；同时本专利技术的机械手掌采用连杆耦合机构，动力传动可靠，控制方式简单，整体结构紧凑。附图说明图1是本专利技术的可折展机械手掌的整体结构立体图；图2是本专利技术具体实施方式一中下部圆柱支撑结构的剖视图；图3是本专利技术具体实施方式一中四块手掌板的仰视图；图4是本专利技术具体实施方式二中手掌连杆机构和下部圆柱支撑结构立体图；图5是本专利技术的可折展机械手掌的两块小手掌和两块大手掌之间前后对折状态图；图6是本专利技术的可折展机械手掌左右对折状态图；图7是本专利技术的可折展机械手掌与较大半径圆棒接触状态图；图8是本专利技术的可折展机械手掌与较小半径圆棒接触状态图；图9是本专利技术的可折展机械手掌与扁圆形物体接触状态图；图10是本专利技术的可折展机械手掌安装在三指机械手爪中的状态图。具体实施方式具体实施方式一：如图1～4所示，本实施方式的可折展机械手掌包括第一小手掌板7、第二小手掌板8、第一大手掌板5、第二大手掌板6、手掌连杆机构、双轴电机18、底座电机13、蜗杆25、第一涡轮24、第二涡轮14、第一涡轮轴23、第二涡轮轴15、第一丝杠17、第二丝杠20、第一丝杆套筒16、第二丝杠套筒21、固定卡座19和固定圆柱1，第一小手掌板7和第二小手掌板8沿机械手掌的长度方向对称设置，第一大手掌板5和第二大手掌板6沿机械手掌的长度方向对称设置，第一小手掌板7、第二小手掌板8、第一大手掌板5和第二大手掌板6两两相对构成完整的机械手掌板，每块手掌板的下端面上沿手掌的长度方向设置有杆形凸台，手掌连杆机构与每块手掌板的杆形凸台活动连接，底座电机13安装在固定圆柱1的上部内，蜗杆25的下端与底座电机13的输出轴固接，第一涡轮轴23和第二涡轮轴15水平安装在固定圆柱1的上端，第一涡轮轴23的一端上固套有第一涡轮24，第二涡轮轴15的一端上固套有第二涡轮14，第一涡轮24和第二涡轮14均与蜗杆25相互啮合，第一涡轮轴23的另一端与手掌连杆机构的第一传动连杆12固接，第二涡轮轴15的另一端与手掌连杆机构的第二传动连杆49固接；双轴电机18通过固定卡座19固定在固定圆柱1的上端，第一丝杠17和第二丝杠20对称安装在双轴电机18的输出轴上，第一丝杆套筒16与第一丝杠17螺纹连接，第二丝杠套筒21与第二丝杠20螺纹连接，第一丝杆套筒16与手掌连杆机构的一端连接，第二丝杠套筒21与手掌连杆机构的另一端连接。具体实施方式二：如图1～4所示，本实施方式手掌连杆机构包括第一传动连杆12、第二传动连杆49、第一小手掌板连杆36、第二小手掌板连杆37、第三小手掌板连杆9、第四小手掌板连杆10、第一大手掌板连杆11、第二大手掌板连杆2、第三大手掌板连杆32、第四大手掌板连杆34、第一小手掌板侧向连接杆40、第二小手掌板侧向连接杆41、第三小手掌板侧向连接杆44、第四小手掌板侧向连接杆43、第一大手掌板侧向连接杆4、第二大手掌板侧向连接杆26、第三大手掌板侧向连接杆28、第四大手掌板侧向连接杆27、第一小手掌板直向连杆39、第二小手掌板直向连杆45、第一大手掌板直向连杆3、第二大手掌板直向连杆30、小手掌板耦合连杆42、大手掌板耦合连杆29；第三小手掌板连杆9和第四小手掌板连杆10的上端均与第二小手掌板8的杆形凸台转动连接，第三小手掌板连杆9和第四小手掌板连杆10的下端均与第一传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可折展机械手掌，其特征在于：所述可折展机械手掌包括第一小手掌板(7)、第二小手掌板(8)、第一大手掌板(5)、第二大手掌板(6)、手掌连杆机构、双轴电机(18)、底座电机(13)、蜗杆(25)、第一涡轮(24)、第二涡轮(14)、第一涡轮轴(23)、第二涡轮轴(15)、第一丝杠(17)、第二丝杠(20)、第一丝杆套筒(16)、第二丝杠套筒(21)、固定卡座(19)和固定圆柱(1)，第一小手掌板(7)和第二小手掌板(8)沿机械手掌的长度方向对称设置，第一大手掌板(5)和第二大手掌板(6)沿机械手掌的长度方向对称设置，第一小手掌板(7)、第二小手掌板(8)、第一大手掌板(5)和第二大手掌板(6)两两相对构成完整的机械手掌板，每块手掌板的下端面上沿手掌的长度方向设置有杆形凸台，手掌连杆机构与每块手掌板的杆形凸台活动连接，底座电机(13)安装在固定圆柱(1)的上部内，蜗杆(25)的下端与底座电机(13)的输出轴固接，第一涡轮轴(23)和第二涡轮轴(15)水平安装在固定圆柱(1)的上端，第一涡轮轴(23)的一端上固套有第一涡轮(24)，第二涡轮轴(15)的一端上固套有第二涡轮(14)，第一涡轮(24)和第二涡轮(14)均与蜗杆(25)相互啮合，第一涡轮轴(23)的另一端与手掌连杆机构的第一传动连杆(12)固接，第二涡轮轴(15)的另一端与手掌连杆机构的第二传动连杆(49)固接；双轴电机(18)通过固定卡座(19)固定在固定圆柱(1)的上端，第一丝杠(17)和第二丝杠(20)对称安装在双轴电机(18)的输出轴上，第一丝杆套筒(16)与第一丝杠(17)螺纹连接，第二丝杠套筒(21)与第二丝杠(20)螺纹连接，第一丝杆套筒(16)与手掌连杆机构的一端连接，第二丝杠套筒(21)与手掌连杆机构的另一端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种可折展机械手掌，其特征在于：所述可折展机械手掌包括第一小手掌板(7)、第二小手掌板(8)、第一大手掌板(5)、第二大手掌板(6)、手掌连杆机构、双轴电机(18)、底座电机(13)、蜗杆(25)、第一涡轮(24)、第二涡轮(14)、第一涡轮轴(23)、第二涡轮轴(15)、第一丝杠(17)、第二丝杠(20)、第一丝杆套筒(16)、第二丝杠套筒(21)、固定卡座(19)和固定圆柱(1)，第一小手掌板(7)和第二小手掌板(8)沿机械手掌的长度方向对称设置，第一大手掌板(5)和第二大手掌板(6)沿机械手掌的长度方向对称设置，第一小手掌板(7)、第二小手掌板(8)、第一大手掌板(5)和第二大手掌板(6)两两相对构成完整的机械手掌板，每块手掌板的下端面上沿手掌的长度方向设置有杆形凸台，手掌连杆机构与每块手掌板的杆形凸台活动连接，底座电机(13)安装在固定圆柱(1)的上部内，蜗杆(25)的下端与底座电机(13)的输出轴固接，第一涡轮轴(23)和第二涡轮轴(15)水平安装在固定圆柱(1)的上端，第一涡轮轴(23)的一端上固套有第一涡轮(24)，第二涡轮轴(15)的一端上固套有第二涡轮(14)，第一涡轮(24)和第二涡轮(14)均与蜗杆(25)相互啮合，第一涡轮轴(23)的另一端与手掌连杆机构的第一传动连杆(12)固接，第二涡轮轴(15)的另一端与手掌连杆机构的第二传动连杆(49)固接；双轴电机(18)通过固定卡座(19)固定在固定圆柱(1)的上端，第一丝杠(17)和第二丝杠(20)对称安装在双轴电机(18)的输出轴上，第一丝杆套筒(16)与第一丝杠(17)螺纹连接，第二丝杠套筒(21)与第二丝杠(20)螺纹连接，第一丝杆套筒(16)与手掌连杆机构的一端连接，第二丝杠套筒(21)与手掌连杆机构的另一端连接，第一蜗轮24通过固连的第一蜗轮旋转轴23使套接在第一蜗轮旋转轴23两端的第一传动连杆12旋转，从而产生第二小手掌板8和第一大手掌板5的同步运动，第二蜗轮14的旋转运动通过固连的第二蜗轮旋转轴15使套接在第二蜗轮旋转轴15两端的第二传动连杆49旋转，从而产生第一小手掌板7和第二大手掌板6的同步运动，进而使第二小手掌板8和第一大手掌板5与第一小手掌板7和第二大手掌板6之间产生一定角度的对折运动；双轴电机18一端通过第一丝杠17和第一丝杠套筒16驱使手掌连杆机构的小手掌板耦合连杆产生直线运动，从而产生第一小手掌板7和第二小手掌板8的同步运动，双轴电机18的另一端通过第二丝杠20和第二丝杠套筒21驱使手掌连杆机构的大手掌板耦合连杆产生直线运动，从而产生第三大手掌板5和第四大手掌板6的同步运动，进而使第一小手掌板7和第二小手掌板8与第三大手掌板5和第四大手掌板6之间产生一定角度的对折运动。2.根据权利要求1所述的一种可折展机械手掌，其特征在于：手掌连杆机构包括第一传动连杆(12)、第二传动连杆(49)、第一小手掌板连杆(36)、第二小手掌板连杆(37)、第三小手掌板连杆(9)、第四小手掌板连杆(10)、第一大手掌板连杆(11)、第二大手掌板连杆(2)、第三大手掌板连杆(32)、第四大手掌板连杆(34)、第一小手掌板侧向连接杆(40)、第二小手掌板侧向连接杆(41)、第三小手掌板侧向连接杆(44)、第四小手掌板侧向连接杆(43)、第一大手掌板侧向连接杆(4)、第二大手掌板侧向连接杆(26)、第三大手掌板侧向连接杆(28)、第四大手掌板侧向连接杆(27)、第一小手掌板直向连杆(39)、第二小手掌板直向连杆(45)、第一大手掌板直向连杆(3)、第二大手掌板直向连杆(30)、小手掌板耦合连杆(42)、大手掌板耦合连杆(29)；第三小手掌板连杆(9)和第四小手掌板连杆(10)的上端均与第二小手掌板(8)的杆形凸台转动连接，第三小手掌板连杆(9)和第四小手掌板连杆(10)的下端均与第一传动连杆(12)转动连接，第一大手掌板连杆(11)和第二大手板连杆(2)的上端均与第一大手掌板(5)的杆形凸台转...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福海，付宜利，李国志，曲家迪，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23