机械手模块及应用该机械手模块的机器人制造技术

一种机械手模块及应用该机械手模块的机器人，所述机械手模块，包括：手掌框架，手指结构，动力结构，控制系统；所述手掌框架末端连接演出机模手臂或其他固定装置上，所述手指结构安装于手掌框架前段，动力结构末端连接在手掌框架末端，动力结构前段连接在手指结构末端，带动手指运动；所述控制系统控制手指结构、动力结构的运动。此机械手模块具有结构紧凑、活动灵活、应用广泛、维修更换简便等特点，该仿生机械手模块即能够根据舞台剧剧本的需求做出更多更复杂的手部动作，也能与其他仿生机器人平台结合，还能单独作为一个产品单独安装。

Manipulator module and robot using the manipulator module

A manipulator module and a robot applying the manipulator module, the manipulator module includes: palm frame, finger structure, power structure and control system; the end of the palm frame is connected with the arm of the performance machine model or other fixed devices, the finger structure is installed in the front section of the palm frame, the end of the power structure is connected with the end of the palm frame, and the front section of the power structure is connected The control system controls the movement of finger structure and power structure. This robot module has the characteristics of compact structure, flexible activity, wide application, simple maintenance and replacement. The bionic robot module can not only make more and more complex hand actions according to the needs of the stage play, but also combine with other bionic robot platforms, and can be installed as a single product.

【技术实现步骤摘要】
机械手模块及应用该机械手模块的机器人
：本技术涉及一种机械手模块以及机器人，具体地是用于机器人演出的仿生机器人机械手模块及其机器人。
技术介绍
：随着科技的发展，机器人技术的不断进步，其相关应用领域在不断地扩展和深化，如今走进了人们的文化娱乐生活中，各种仿人、仿生机器人，和各种赋予静物动作的演出行动设备出现在各式各样的文化娱乐场所，如主题公园、科技娱乐展会、各种宣传活动现场等。而借由自动化控制技术、多媒体技术的配合，机器人登上舞台模拟演员进行表演亦成为可能，能够满足人们的好奇心，带给人们新鲜感，并让普通大众了解机械与电子技术，同时突破真人演出的一些限制，配合场景特效，给予观众全新的体验。而目前机器人技术应用到普通大众的文娱项目中尚存在不易实施、经济性不佳的情况，使用拟真的机器人进行表演在生产、研发、维护方面有较大成本，则此时产业内诞生一种专门用于特定剧本进行特定动作流程表演用的机器人，称为“机模”，其动作原理与机械结构专门为某一故事背景、场景氛围要求定制，程序控制以实现特定数种动作流程为目标，搭配精细拟真的外包装，完成在特定主题范围内演绎其中一个角色的任务，我公司设计研发的“机器人演出用剧场”也是在此背景下应运而生。与此同时，我们将模块化理念运用到“机器人演出剧场”中，“机模”作为其中一个模块可根据故事背景来搭配不同功能的机模。而“仿生机器人机械手”是搭配“机模”实现不同细节动作的模块化工具。
技术实现思路
：本技术目的在于提供一种用于机器人演出的仿生机器人机械手模块及其机器人，该仿生机器人机械手中手指结构中的拇指、手指动力结构采用横、纵布置以及各个结构部件的合理结构设计从而使其结构简单，降低陈本，同时通过可更改活动手指数量，或采用联动手指的方式制成不同的机械手模块，以搭配不同机器人，用于机器人演出剧场不同剧目的需求。基于上述目的，本技术提供一种机械手模块，包括：手掌框架，手指结构，动力结构，控制系统；所述手掌框架末端连接演出机模手臂或其他固定装置上，所述手指结构安装于手掌框架前段，动力结构末端连接在手掌框架末端，动力结构前段连接在手指结构末端，带动手指运动；所述控制系统控制手指结构、动力结构的运动,其特征在于：手指结构包括手指指节和动作连杆；所述手指指节为异形结构，便于连接固定，指节中间开槽，用于穿插动作连杆；手指指节分为前段、中段、末段，末段和手掌框架连接，动作连杆连接前段和中段、中段和末段、末段和手掌框架，构成四连杆机构；与所述手指结构连接的动力结构数量为5，其中1只为拇指动力结构，承横向布置，其余4只为手指动力结构，承纵向布置。优选为：所述手掌框架为提供手指结构及动力结构的安装铰点；手掌框架安装于舞台剧演出机模手臂末端手部模块安装点上，手掌框架前段固定有手指，框架中部固定有动力结构，动力结构前端与手指结构连接，末端与框架连接，框架末端固定在手臂前段手部模块固定铰点上；手指与动力结构由关节连杆连接，手指能实现弯曲伸直；根据动作要求，手指可单根控制，可整体控制，也可混合控制。优选为：所述手掌框架材料为不锈钢或低碳钢焊接而成，其结构为镂空框架结构，便于前段安装手指结构，同时在保证强度的同时有效控制重量；所述手指指节材料可选用具有一定机械强度，且密度较小、便于加工的金属或非金属材料制成；所述动作连杆由具由硬度较高的钢制或合金材质金属丝通过手工掰弯制成，动作连杆成型后不易变形。优选为：所述动力结构采用的动力装置为单杆气缸，由控制系统通过延时控制单杆气缸做出不同幅度的动作。优选为：所述的控制系统包括调速阀，电磁阀、电磁阀阀板、PLC控制器、气源管、气源、气源处理设备；气源为气泵或从气站引出的气管，气源与气源处理设备连接，气源处理设备处理过的压缩空气通过气源管输送到电磁阀筏板、电磁阀中，电磁阀受PLC控制器控制开合，调速阀安装在气缸或是电磁阀出口处，用以调节压缩空气流量，进而控制气缸动作速度，控制手部动作速度；PLC控制器通过控制电磁阀的开合顺序及开和时间来控制仿生机械手的动作形态。优选为：通过调节螺杆将拇指动力结构上的铰点与所述单杆气缸上的活塞杆端连接起来；框架铰点安装于单杆气缸缸筒端，与手掌框架上的动力机构安装点连接。优选为：所述手掌框架可通过铸造、3D打印方式、或冲压等方式加工制作。本专利技术还公开一种采用上述机械手模块的机器人，该机器人为用于机器人演出的仿生机器人。有益效果：维修更换时可整体拆装，大大缩短维修时间，同时也可将此机械手模块单独使用与某些场景使用方式灵活，在不改变结构原理的前提下，更改尺寸和驱动方式，就可广泛使用众多使用场景。附图说明：为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提供的一种仿生机器人机械手的总体结构示意图；图2为本技术手指结构示意图；图3为本实例动力结构示意图；图4为手掌框架示意图；图5为本实例控制原理图。附图标记：1-手指结构；2-动力结构；3-手掌框架。111-手指前段；112-手指中段；113-手指末段；121-前段动作拉杆；122-后段动作拉杆。21-手指铰点，22-调节螺杆，23-气缸，24-气源管接头，25-框架铰点31-手指安装铰点；32-手掌边框；33-动力结构安装点41-调速阀；42-气源管；43-三位五通电磁阀；44-控制线缆；45-控制柜。具体实施方式：下面将结合附图对技术的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。一种机械手模块，包括：手掌框架，手指结构，动力结构，控制系统；所述手掌框架末端连接演出机模手臂或其他固定装置上，所述手指结构安装于手掌框架前段，动力结构末端连接在手掌框架末端，动力结构前段连接在手指结构末端，带动手指运动；所述控制系统控制手指结构、动力结构的运动,其特征在于：手指结构包括手指指节和动作连杆；所述手指指节为异形结构，便于连接固定，指结中间开槽，用于穿插动作连杆；手指指节分为前段、中段、末段，末段和手掌框架连接，动作连杆连接前段和中段、中段和末段、末段和手掌框架，构成四连杆机构；与所述手指结构连接的动力结构数量为5，其中1只为拇指动力结构，承横向布置，其余4只为手指动力结构，承纵向布置。所述手掌框架为提供手指结构及动力结构的安装铰点；手掌框架安装于舞台剧演出机模手臂末端手部模块安装点上，手掌框架前段固定有手指，框架中部固定有动力结构，动力结构前端与手指结构连接，末端与框架连接，框架末端固定在手臂前段手部模块固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械手模块，包括：手掌框架，手指结构，动力结构，控制系统；所述手掌框架末端连接演出机模手臂上，所述手指结构安装于手掌框架前段，动力结构末端连接在手掌框架末端，动力结构前段连接在手指结构末端，带动手指运动；所述控制系统控制手指结构、动力结构的运动,其特征在于：手指结构包括手指指节和动作连杆，所述手指指节中间开槽，用于穿插动作连杆，手指指节分为前段、中段、末段，末段和手掌框架连接，动作连杆连接前段和中段、中段和末段、末段和手掌框架，构成四连杆机构；与所述手指结构连接的动力结构数量为5，其中1只为拇指动力结构，承横向布置，其余4只为手指动力结构，承纵向布置。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械手模块，包括：手掌框架，手指结构，动力结构，控制系统；所述手掌框架末端连接演出机模手臂上，所述手指结构安装于手掌框架前段，动力结构末端连接在手掌框架末端，动力结构前段连接在手指结构末端，带动手指运动；所述控制系统控制手指结构、动力结构的运动,其特征在于：手指结构包括手指指节和动作连杆，所述手指指节中间开槽，用于穿插动作连杆，手指指节分为前段、中段、末段，末段和手掌框架连接，动作连杆连接前段和中段、中段和末段、末段和手掌框架，构成四连杆机构；与所述手指结构连接的动力结构数量为5，其中1只为拇指动力结构，承横向布置，其余4只为手指动力结构，承纵向布置。


2.如权利要求1所述的机械手模块，其特征在于：所述手掌框架为提供手指结构及动力结构的安装铰点；手掌框架安装于舞台剧演出机模手臂末端手部模块安装点上，手掌框架前段固定有手指，框架中部固定有动力结构，动力结构前端与手指结构连接，末端与框架连接，框架末端固定在手臂前段手部模块固定铰点上；手指与动力结构由关节连杆连接，手指能实现弯曲伸直；根据动作要求，手指可单根控制，可整体控制或混合控制。


3.如权利要求1所述的机械手模块，其特征在于：所述手掌框架材料为不锈钢或低碳钢焊接而成，其结构为镂空框架结构，便于前段安装手指结构，同时在保证强度的同时有效控制重量；所述手指指节材料选用具有一定机械强度，且密度较小、便于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鑫，邵鹏鹏，吴楠，刘超，
申请(专利权)人：海宁哈工联新投资合伙企业有限合伙，
类型：新型
国别省市：浙江;33