机械手和机器人制造技术

本申请涉及一种机械手和机器人。机械手包括掌部、机械指以及驱动结构。掌部包括掌平面和与掌平面垂直的掌侧面。机械指设置于掌侧面。驱动结构设置于掌部和机械指之间，以在连接方向上连接机械指和掌部。其中，驱动结构用于驱动机械指围绕旋转轴线旋转，旋转轴线垂直于连接方向延伸，并与掌平面平行。驱动结构还用于驱动机械指围绕摆动轴线旋转，摆动轴线与掌平面相交。摆动轴线垂直于旋转轴线。本申请的机械指能够在两个不同的方向上进行旋转运动，从而具有类似人类手指的运动自由度，提高机械手的拟人程度。此外，本申请的机械手的设置方式能够满足简单动作的运动自由度需求，使得机械手能够拟合人手的姿态，并具有足够的能力简单的手部动作。力简单的手部动作。力简单的手部动作。

【技术实现步骤摘要】
机械手和机器人


[0001]本申请涉及机器人领域，尤其涉及一种机械手和机器人。

技术介绍

[0002]随着仿人构型机器人的不断发展，人形机器人越来越多的进入人们的视野。仿人构型机器人可以模仿人类动作姿态执行工作任务，因此人们希望机器人进入日常生活，从而代替人们执行日常生活中的繁琐工作。
[0003]而机器人的机械手是关键的组件。如何使机械手能够尽可能地拟人，并且提高机械手运行过程的可靠性，是目前行业内较为关注的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种机械手和机器人，以解决相关技术中的部分或者全部不足。
[0005]本申请第一方面提供一种机械手包括：
[0006]掌部，包括掌平面和与所述掌平面垂直的掌侧面；
[0007]机械指，设置于所述掌侧面，并沿长度方向延伸；以及
[0008]驱动结构，设置于所述掌部和所述机械指之间，以在连接方向上连接所述机械指和所述掌部；
[0009]其中，所述驱动结构用于驱动所述机械指围绕旋转轴线旋转，所述旋转轴线垂直于所述连接方向延伸，并与所述掌平面平行；所述驱动结构还用于驱动所述机械指围绕摆动轴线旋转，所述摆动轴线与所述掌平面相交；所述摆动轴线垂直于所述旋转轴线。
[0010]进一步地，所述驱动结构包括枢转驱动模块，用于驱动所述机械指围绕所述旋转轴线旋转；所述枢转驱动模块包括：
[0011]枢转主动齿轮，所述枢转主动齿轮的主动枢转轴线沿所述连接方向延伸；
[0012]枢转电机，固定于所述掌部，并与所述枢转主动齿轮固定连接，用于驱动所述枢转主动齿轮旋转；
[0013]枢转从动齿轮，与所述机械指固定连接、并与所述掌部转动连接；所述枢转从动齿轮与所述枢转主动齿轮啮合；所述枢转从动齿轮的从动枢转轴线与所述旋转轴线重合。
[0014]进一步地，所述驱动结构包括摆动驱动模块，用于驱动所述机械指围绕所述旋转轴线旋转、以及驱动所述机械指围绕所述摆动轴线旋转；所述摆动驱动模块包括：
[0015]摆动电机，包括摆动电机座以及与所述摆动电机座固定连接的十字轴；所述十字轴包括沿所述旋转轴线延伸的第一轴以及沿所述摆动轴线延伸的第二轴；
[0016]摆动齿轮组，包括第一摆动齿轮和第二摆动齿轮；所述第一摆动齿轮和第二摆动齿轮分别与所述第一轴转动连接；所述摆动电机驱动所述第一摆动齿轮和所述第二摆动齿轮同向旋转或者反向旋转；
[0017]输出齿轮，设置于所述第一摆动齿轮和所述第二摆动齿轮之间，并分别与所述第一摆动齿轮和所述第二摆动齿轮啮合；所述输出齿轮的轴线与所述摆动轴线重合；所述输
出齿轮与所述机械指固定连接；所述机械指与所述第二轴转动连接。
[0018]进一步地，所述摆动电机包括：
[0019]电机主体；
[0020]第一主动齿轮，与所述电机主体固定连接；所述第一主动齿轮与所述第一摆动齿轮啮合；所述第一主动齿轮的转动轴线沿所述连接方向延伸；
[0021]第二主动齿轮，与所述电机主体固定连接；所述第二主动齿轮与所述第二摆动齿轮啮合；所述第二主动齿轮的转动轴线沿所述连接方向延伸。
[0022]进一步地，所述第一摆动齿轮包括固定连接的第一主齿轮和第一子齿轮；所述第一主齿轮和所述第一主动齿轮啮合；所述第一子齿轮和所述输出齿轮啮合；所述第一主齿轮的直径大于所述第一子齿轮；和/或，
[0023]所述第二摆动齿轮包括固定连接的第二主齿轮和第二子齿轮；所述第二主齿轮和所述第二主动齿轮啮合；所述第二子齿轮和所述输出齿轮啮合；所述第二主齿轮的直径大于所述第二子齿轮。
[0024]进一步地，所述机械指包括掌根单元和手指单元；所述驱动结构还设置于所述掌根单元和所述手指单元之间，以连接所述掌根单元和所述手指单元，并驱动所述手指单元围绕弯折轴线枢转；所述弯折轴线的投影与所述旋转轴线的投影相交。
[0025]进一步地，所述机械指包括指尖模块；所述机械手还包括：
[0026]力度传感器，设置于所述指尖模块，用于检测所述机械指的指尖力度。
[0027]进一步地，所述指尖模块包括指腹面板和指尖座；所述指腹面板和所述指尖座滑动连接；至少部分所述力度传感器设置于所述指尖座朝向所述指腹面板的一侧。
[0028]进一步地，所述指尖座朝向所述指腹面板的一侧包括导向柱；所述指腹面板包括与所述导向柱配合的导向孔；和/或，
[0029]所述指尖座朝向所述指腹面板的一侧包括导向孔；所述指腹面板包括与所述导向孔配合的导向柱。
[0030]进一步地，所述指尖模块还包括设置于所述指腹面板和所述指尖座之间的弹性件；所述弹性件的一端抵靠所述指腹面板、另一端抵靠所述指尖座；所述弹性件处于压缩状态。
[0031]进一步地，所述机械手还包括：
[0032]角度传感器，设置于所述机械指的根部，用于测量所述机械指与所述掌部之间的角度。
[0033]进一步地，所述机械指的数量包括多个；每一所述机械指对应设置有所述驱动结构，并通过所述驱动结构与所述掌部连接。
[0034]进一步地，掌侧面包括前端面以及和所述前端面垂直的侧端面；多个所述机械指包括设置于侧端面的第一机械指、以及设置于前端面的第二机械指；所述第一机械指的轴线与所述掌平面之间的角度大于或者等于10度、且小于或者等于30度。
[0035]进一步地，所述第一机械指的指腹与所述第二机械指的指腹设置于同一平面。
[0036]本申请第二方面提供一种机器人，包括躯干部、上肢部以及机械手。所述上肢部的一端与所述机械手连接、另一端与所述躯干部连接。所述机械手包括：
[0037]掌部，包括掌平面和与所述掌平面垂直的掌侧面；
[0038]机械指，设置于所述掌侧面；以及
[0039]驱动结构，设置于所述掌部和所述机械指之间，以在连接方向上连接所述机械指和所述掌部；
[0040]其中，所述驱动结构用于驱动所述机械指围绕旋转轴线旋转，所述旋转轴线垂直于所述连接方向延伸，并与所述掌平面平行；所述驱动结构还用于驱动所述机械指围绕摆动轴线旋转，所述摆动轴线与所述掌平面相交；所述摆动轴线垂直于所述旋转轴线。
[0041]进一步地，所述驱动结构包括枢转驱动模块，用于驱动所述机械指围绕所述旋转轴线旋转；所述枢转驱动模块包括：
[0042]枢转主动齿轮，所述枢转主动齿轮的主动枢转轴线沿所述连接方向延伸；
[0043]枢转电机，固定于所述掌部，并与所述枢转主动齿轮固定连接，用于驱动所述枢转主动齿轮旋转；
[0044]枢转从动齿轮，与所述机械指固定连接、并与所述掌部转动连接；所述枢转从动齿轮与所述枢转主动齿轮啮合；所述枢转从动齿轮的从动枢转轴线与所述旋转轴线重合。
[0045]进一步地，所述驱动结构包括摆动驱动模块，用于驱动所述机械指围绕所述旋转轴线旋转、以及驱动所述机械指围绕所述摆动轴线旋转；所述摆动驱动模块包括：
[0046]摆动电机，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械手，其特征在于，包括：掌部，包括掌平面和与所述掌平面垂直的掌侧面；机械指，设置于所述掌侧面；以及驱动结构，设置于所述掌部和所述机械指之间，以在连接方向上连接所述机械指和所述掌部；其中，所述驱动结构用于驱动所述机械指围绕旋转轴线旋转，所述旋转轴线垂直于所述连接方向延伸，并与所述掌平面平行；所述驱动结构还用于驱动所述机械指围绕摆动轴线旋转，所述摆动轴线与所述掌平面相交；所述摆动轴线垂直于所述旋转轴线。2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动结构包括枢转驱动模块，用于驱动所述机械指围绕所述旋转轴线旋转；所述枢转驱动模块包括：枢转主动齿轮，所述枢转主动齿轮的主动枢转轴线沿所述连接方向延伸；枢转电机，固定于所述掌部，并与所述枢转主动齿轮固定连接，用于驱动所述枢转主动齿轮旋转；枢转从动齿轮，与所述机械指固定连接、并与所述掌部转动连接；所述枢转从动齿轮与所述枢转主动齿轮啮合；所述枢转从动齿轮的从动枢转轴线与所述旋转轴线重合。3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动结构包括摆动驱动模块，用于驱动所述机械指围绕所述旋转轴线旋转、以及驱动所述机械指围绕所述摆动轴线旋转；所述摆动驱动模块包括：摆动电机，包括摆动电机座以及与所述摆动电机座固定连接的十字轴；所述十字轴包括沿所述旋转轴线延伸的第一轴以及沿所述摆动轴线延伸的第二轴；摆动齿轮组，包括第一摆动齿轮和第二摆动齿轮；所述第一摆动齿轮和第二摆动齿轮分别与所述第一轴转动连接；所述摆动电机驱动所述第一摆动齿轮和所述第二摆动齿轮同向旋转或者反向旋转；输出齿轮，设置于所述第一摆动齿轮和所述第二摆动齿轮之间，并分别与所述第一摆动齿轮和所述第二摆动齿轮啮合；所述输出齿轮的轴线与所述摆动轴线重合；所述输出齿轮与所述机械指固定连接；所述机械指与所述第二轴转动连接。4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述摆动电机包括：电机主体；第一主动齿轮，与所述电机主体固定连接；所述第一主动齿轮与所述第一摆动齿轮啮合；所述第一主动齿轮的转动轴线沿所述连接方向延伸；第二主动齿轮，与所述电机主体固定连接；所述第二主动齿轮与所述第二摆动齿轮啮合；所述第二主动齿轮的转动轴线沿所述连接方向。5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述第一摆动齿轮包括固定连接的第一主齿轮和第一子齿轮；所述第一主齿轮和所述第一主动齿轮啮合；所述第一子齿轮和所述输出齿轮啮合；所述第一主齿轮的直径大于所述第一子齿轮；和/或，所述第二摆动齿轮包括固定连接的第二主齿轮和第二子齿轮；所述第二主齿轮和所述第二主动齿轮啮合；所述第二子齿轮和所述输出齿轮啮合；所述第二主齿轮的直径大于所述第二子齿轮。6.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械指包括掌根单元和手指单元；
所述驱动结构还设置于所述掌根单元和所述手指单元之间，以连接所述掌根单元和所述手指单元，并驱动所述手指单元围绕弯折轴线枢转；所述弯折轴线的投影与所述旋转轴线的投影相交。7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械指包括指尖模块；所述机械手还包括：力度传感器，设置于所述指尖模块，用于检测所述机械指的指尖力度。8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述指尖模块包括指腹面板和指尖座；所述指腹面板和所述指尖座滑动连接；至少部分所述力度传感器设置于所述指尖座朝向所述指腹面板的一侧。9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述指尖座朝向所述指腹面板的一侧包括导向柱；所述指腹面板包括与所述导向柱配合的导向孔；和/或，所述指尖座朝向所述指腹面板的一侧包括导向孔；所述指腹面板包括与所述导向孔配合的导向柱。10.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，所述指尖模块还包括设置于所述指腹面板和所述指尖座之间的弹性件；所述弹性件的一端抵靠所述指腹面板、另一端抵靠所述指尖座；所述弹性件处于压缩状态。11.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械手还包括：角度传感器，设置于所述机械指的根部，用于测量所述机械指与所述掌部之间的角度。12.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械指的数量包括多个；每一所述机械指对应设置有所述驱动结构，并通过所述驱动结构与所述掌部连接。13.根据权利要求12所述的机械手，其特征在于，所述掌侧面包括前端面以及和所述前端面垂直的侧端面；多个所述机械指包括设置于侧端面的第一机械指、以及设置于前端面的第二机械指；所述第一机械指的延伸轴线与所述掌平面之间的角度大于或者等于10度、且小于或者等于30度。14.根据权利要求13所述的机械手，其特征在于，所述第一机械指的指腹与所述第二机械指的指腹设置于同一平面。15.一种机器人，包括躯干部、上肢部以及机械手；所述上肢部的一端与所述机械手连接、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璞，高广，严敏东，宛敏红，顾建军，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：