一种手指能移动的机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及一种手指能移动的机械手，包括手掌以及与手掌相连的手指，其特征在于，所述手掌的外周围设有环形的导轨，所述导轨与手掌固定相连，所述手指与手掌转动相连并滑动安装在导轨上，从而沿导轨移动。本实用新型专利技术通过在手掌的外周设置导轨，并且使至少其中一根手指能沿着导轨滑动，这样使得机械手能够根据不同的物体，手指移动至特定的位置，改变手指之间的位置关系，改变手指的包络范围，实现机械手从捏握到抓取的模式切换。械手从捏握到抓取的模式切换。械手从捏握到抓取的模式切换。

【技术实现步骤摘要】
一种手指能移动的机械手


[0001]本技术涉及机械手
，具体涉及一种手指能移动的机械手。

技术介绍

[0002]近些年，机器人技术不断发展，在人类的社会生产中得到广泛应用，作为机器人末端执行器的机械手也是得到国内外专家学者的大量研究，相较于刚性机械手，软体机械手具有适应性强、柔顺性大、安全性高等优越特点，能够辅助人类完成复杂繁琐的工作，提高人类的生产效率，在诸多行业备受人们的青睐，具有广阔的研究背景。
[0003]在机械手的应用中，抓取稳定性是一个重要的问题，为解决该问题，通常会通过使得手指能够弯曲、转动、移动等动作解决，如专利号为CN202110254335.6(公开号为CN112809720A)的中国专利技术专利申请公开的《一种软体机械手》，包括：仿生手掌，具有掌心面、端面和侧面；仿生手指机构，包括：连接于端面的第一手指单元、第二手指单元；连接于侧面的拇指单元，第一手指单元在背离掌心面的表面上纵向间隔设置有多个第一气腔，第二手指单元在背离掌心面的表面上纵向间隔设置有多个第二气腔，拇指单元在背离掌心面的表面上横向间隔设置有左气腔和右气腔；气动控制机构，包括：气泵；连接于气泵与仿生手指机构之间的第一开关机构，用于独立控制向每个第一气腔、每个第二气腔、左气腔和右气腔供压；用于独立控制每个第一气腔、每个第二气腔、左气腔和右气腔泄压的第二开关机构。该专利通过向手指单元中充气使得手指单元弯曲以提高抓取物体的稳定性。
[0004]另如，专利号为CN202023287342.6(公告号为CN 214187229 U)的中国技术专利公开的《仿生机械手》，包括手掌和手指，手掌包括相互活动连接的第一活动侧和第二活动侧，第一活动侧的掌面上设有施力臂，第二活动侧的掌面上和施力臂上各自设有凸弧件，为两个凸弧件配有连杆，连杆设有两个弧形容置部分别容置两个凸弧件从而使得连杆分别连接施力臂和第二活动侧；施力臂朝第一活动侧拉动连杆，则连杆的弧形容置部与相应的凸弧件相对转动使得连杆朝第一活动侧移动，带动第二活动侧以其掌面靠近第一活动侧的掌面的方式转动。该专利通过手掌的不同部分相对运动，来提高抓取物体的稳定性。
[0005]但是上述专利的机械手，手指的位置不能相对于手掌产生变化，即不能改变手指包络物体的范围，故抓取稳定性有待于进一步提高。

技术实现思路

[0006]本技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种手指能沿手掌的周向移动的机械手。
[0007]本技术所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种驱动手指周向移动的驱动机构结构紧凑的机械手。
[0008]本技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种手指能移动的机械手，包括手掌以及与手掌相连的手指，其特征在于，所述手掌的外周围设有环形的导轨，所述导轨与手掌固定相连，所述手指与手掌转动相连并滑动安装在导轨上，从而沿导轨移
动。
[0009]为了便于将活动手指与导轨和手掌相连，优选地，能沿导轨移动的手指称为活动手指，所述活动手指的指根设有安装座，所述安装座上具有能与导轨滑动配合的滑槽，且所述安装座上设有延伸至手掌背面的第一连杆，所述第一连杆与手掌通过第一转轴转动相连，第一转轴沿垂直于手掌背面的方向延伸。
[0010]滑槽可以是顶部敞口，但是这样还需要对导轨进行限位以防止导轨相对于安装座向上移动，故所述活动手指位于导轨的外侧，所述滑槽的槽口朝着手掌，所述导轨嵌设在滑槽中；所述安装座上设有位于导轨内侧的安装柱，所述安装柱上安装有滚轮，所述导轨的内壁面与滚轮的外周面接触。滑槽能对导轨在竖向上进行限位，滑槽和安装柱能够防止导轨在水平方向上产生位移，滚轮能够减小对导轨的摩擦力。
[0011]为了驱动活动手指能够转动，所述手掌的背面设有与第一连杆驱动相连从而驱动第一连杆绕第一转轴转动的驱动机构，每一所述驱动机构包括
[0012]驱动件，固定安装在手掌的背面；
[0013]活塞杆，一端安装在驱动件上并与驱动件驱动相连，所述活塞杆能沿其轴向往复移动；
[0014]第二连杆，一端与活塞杆的另一端通过第二转轴转动相连，第二转轴沿垂直于手掌背面的方向延伸，第二连杆的另一端安装在第一连杆上，且第二连杆的另一端能沿第一连杆的长度方向滑动。驱动件工作，带动活塞杆轴向移动，从而使得第二连杆转动，第二连杆能够沿第一连杆移动，并带动第一连杆转动。
[0015]本技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：所述活动手指有三根并沿导轨的周向间隔设置，每根活动手指对应一套驱动机构，三根活动手指分别为第一手指、第二手指和第三手指，其中所述第二手指和第三手指对应的驱动机构共用同一驱动件，所述第一手指的第一连杆和第二手指的第一连杆共用一根第一转轴。
[0016]为了提高机械手的抓取稳定性，所述手掌还设有两根相对其固定的固定手指，所述活动手指有三根并沿导轨的周向间隔设置，两根固定手指设置在其中两根相邻的活动手指之间，或者每相邻的两根活动手指之间设有一根固定手指。这样机械手与人手的结构相近，五根手指共同配合，对物体的抓取能力好。
[0017]为了进一步提高手指对物体的抓取稳定性，所述手指均包括能够使手指朝手掌的掌心面的方向弯曲的弯曲结构。这样能够进一步提高手指与球状物体的接触面积，抓取更稳定。
[0018]可以将弯曲结构设计呈由多根关节铰接的结构，以实现手指的弯曲，为了使得手指能够弯曲且不易损伤待抓取的物体，优选地，所述弯曲结构为能够变形的柔性件，所述柔性件的背向手掌的掌心面的第一侧壁上沿其长度方向间隔设有多个隔槽，从而将柔性件分成多个单元，各所述单元均内部中空，且各所述单元相连通，所述柔性件上开设有与端部的单元相连通的进气孔。通过向柔性件内充气，因为隔槽的设置，柔性件在气压的作用下膨胀后会弯曲变形。
[0019]因为柔性件为柔性材质，会导致抓取力度不够，故优选的，所述柔性件中设有铰链结构，且该铰链结构沿柔性件的长度方向延伸，所述铰链结构靠近柔性件的朝向手掌的掌心面的第二侧壁设置。铰链结构可以采用硬性材质，如塑料件，既不会影响柔性件的弯曲，
又保证了手指的整体刚度，这样各个手指在抓握的过程具有抵抗横向侧弯的作用，且在抓取过程中，与物体接触更具有贴合力，提高抓取物体的精确性和包络性。
[0020]为了使得手指具有最大的弯曲角度，所述铰链结构包括多个沿柔性件长度方向依次铰接的链节，相邻两个链节之间通过枢轴相连，且所述枢轴的轴线沿第二侧壁的宽度方向延伸，所述枢轴对应隔槽设置，这样铰链结构不会对柔性件的弯曲产生干涉，使得柔性件能弯曲至最大角度，与球状物体或者不规则物体具有尽可能大的接触面积。
[0021]与现有技术相比，本技术的优点：1、本技术通过在手掌的外周设置导轨，并且使至少其中一根手指能沿着导轨滑动，这样使得机械手能够根据不同的物体，手指移动至特定的位置，改变手指之间的位置关系，改变手指的包络范围，实现机械手从捏握到抓取的模式切换。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手指能移动的机械手，包括手掌(1)以及与手掌(1)相连的手指，其特征在于，所述手掌(1)的外周围设有环形的导轨(2)，所述导轨(2)与手掌(1)固定相连，所述手指与手掌(1)转动相连并滑动安装在导轨(2)上，从而沿导轨(2)移动。2.根据权利要求1所述的手指能移动的机械手，其特征在于：上述手指称为活动手指(3)，所述活动手指(3)的指根设有安装座(31)，所述安装座(31)上具有能与导轨(2)滑动配合的滑槽(32)，且所述安装座(31)上设有延伸至手掌(1)背面的第一连杆(311)，所述第一连杆(311)与手掌(1)通过第一转轴(11)转动相连，第一转轴(11)沿垂直于手掌(1)背面的方向延伸。3.根据权利要求2所述的手指能移动的机械手，其特征在于：所述活动手指(3)位于导轨(2)的外侧，所述滑槽(32)的槽口朝着手掌(1)，所述导轨(2)嵌设在滑槽(32)中；所述安装座(31)上设有位于导轨(2)内侧的安装柱(33)，所述安装柱(33)上安装有滚轮(34)，所述导轨(2)的内壁面与滚轮(34)的外周面接触。4.根据权利要求2所述的手指能移动的机械手，其特征在于：所述手掌(1)的背面设有与第一连杆(311)驱动相连从而驱动第一连杆(311)绕第一转轴(11)转动的驱动机构(6)，每一所述驱动机构(6)包括驱动件(61)，固定安装在手掌(1)的背面；活塞杆(62)，一端安装在驱动件(61)上并与驱动件(61)驱动相连，所述活塞杆(62)能沿其轴向往复移动；第二连杆(63)，一端与活塞杆(62)的另一端通过第二转轴(631)转动相连，第二转轴(631)沿垂直于手掌(1)背面的方向延伸，第二连杆(63)的另一端安装在第一连杆(311)上，且第二连杆(63)的另一端能沿第一连杆(311)的长度方向滑动。5.根据权利要求4所述的手指能移动的机械手，其特征在于：所述活动手指...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢登宇，李红军，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：