一种机械手关节驱动结构及机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及机械手技术领域，公开了一种机械手关节驱动结构及机械手。机械手关节驱动结构包括多个手指模块，手指模块包括多个指节和关节；多个指节依次排列为线型，相邻的指节之间通过关节相连，各个关节通过绳线连接并驱动；沿一个手指模块纵向排列的关节两两之间分别与绳线的两端连接，连接纵向排列的两个关节的绳线形成一个线环，多个线环并联设置并通过中间线环两两连接后与纵向驱动电机连接。上述机械手手关节驱动结构，采用一个电机驱动多个关节的方法，在保持机械手多关节设计以保证功能灵活的前提下，降低了机械手配重以及其占据空间的体积；同时机械手通过柔性贴合来适应被抓取物体的表面形状，实现超越传统设计的抓取效果。取效果。取效果。

【技术实现步骤摘要】
一种机械手关节驱动结构及机械手


[0001]本技术涉及机械手
，尤其涉及一种机械手关节驱动结构及机械手。

技术介绍

[0002]仿生机械手是一种能模仿人手和手臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。目前仿生机械手的常用驱动形式有绳线驱动型、连杆驱动型、指关节电机驱动型、气压驱动型等。其中绳线驱动型是通过拉绳拉动机械手指的关节实现抓取动作，因其结构简单、成本低廉、重量较轻以及驱动效果良好而被广泛应用。
[0003]绳线驱动型的机械手为了实现高自由度，需要安装大量可独立驱动的电机。对于不限制机械手体积和重量的场景，可以采用这种大量安装伺服电机的方案。但是对于某一些特定的工作环境，只允许小型、轻量化的机械手进行作业，这时候需要对原有的复杂设计进行简化，同时尽量保留原有机械手设计所能实现的功能：即在保持机械手多关节设计以保证功能灵活的前提下，降低机械手配重和其占据空间的体积以达到适应各种不同的工作环境的目的。

技术实现思路

[0004]基于上述现有技术中的问题,本技术提供一种机械手手关节驱动结构，采用一个电机驱动多个关节的方法，在保持机械手多关节设计以保证功能灵活的前提下，降低了机械手配重以及其占据空间的体积；同时机械手通过柔性贴合来适应被抓取物体的表面形状，实现超越传统设计的抓取效果。
[0005]本技术提供一种机械手关节驱动结构，包括：
[0006]多个手指模块，所述手指模块包括多个指节和关节；多个指节依次排列为线型，相邻的指节之间通过所述关节相连，各个关节通过绳线连接并驱动；
[0007]沿一个手指模块纵向排列的关节两两之间分别与绳线的两端连接，连接纵向排列的两个关节的绳线形成一个线环，多个线环并联设置并通过中间线环两两连接后与纵向驱动电机连接；和/或
[0008]沿多个手指模块横向排列的关节两两之间分别与绳线的两端连接，连接横向排列的两个关节的绳线形成一个线环，多个线环并联设置并通过中间线环两两连接后与横向驱动电机连接。
[0009]在一个实施例中，沿一个手指模块纵向排列且相邻的两个关节与绳线的两端连接。
[0010]在一个实施例中，沿多个手指模块横向排列且相邻的两个关节与绳线的两端连接。
[0011]在一个实施例中，纵向排列的关节两两之间分别通过两条绳线连接，两条绳线分别为第一正向驱动绳线和第一反向驱动绳线，分别用于驱动关节正向转动和反向转动；第一正向驱动绳线形成的线环并联设置并通过中间线环两两连接后与纵向驱动电机连接；第
一反向驱动绳线形成的线环并联设置并通过中间线环两两连接后与纵向驱动电机连接。
[0012]在一个实施例中，横向排列的关节两两之间分别通过两条绳线连接，两条绳线分别为第二正向驱动绳线和第二反向驱动绳线，分别用于驱动关节正向转动和反向转动；第二正向驱动绳线形成的线环并联设置并通过中间线环两两连接后与横向驱动电机连接；第二反向驱动绳线形成的线环并联设置并通过中间线环两两连接后与横向驱动电机连接。
[0013]在一个实施例中，所述关节包括转轴部、第一转轮部和连接部；所述转轴部与第一转轮部同轴设置；所述连接部位于所述第一转轮部径向方向的一侧，与所述第一转轮部固定连接，所述连接部的两侧与所述指节固定连接；
[0014]所述第一转轮部上设置有固线结构，用于将绳线固定于第一转轮部上；
[0015]所述连接部上设置有穿轴通道，所述穿轴通道垂直于所述第一转轮部的轴线贯穿所述连接部，所述穿轴通道位于所述第一转轮部径向侧面的一侧。
[0016]在一个实施例中，所述连接部上还设置有连通通道，所述连通通道垂直于所述第一转轮部的轴线贯穿所述连接部，所述连通通道与所述第一转轮部的轮槽相对。
[0017]在一个实施例中，所述关节还包括与第一转轮部同轴设置的第二转轮部，所述第二转轮部和穿轴通道分别位于第一转轮部的两侧；
[0018]所述连接部上设置有套轴通道，所述套轴通道垂直于所述第二转轮部的轴线贯穿所述连接部，所述套轴通道与所述第二转轮部的轮槽相对；
[0019]在一个实施例中，所述固线结构包括紧固件、沿转轴部轴线设置的第一穿线通道和沿第一转轴部径向设置的第二穿线通道，所述第一穿线通道和第二穿线通道连通形成T型穿线通道；绳线的一端经过所述第二穿线通道、由所述第一穿线通道穿出，所述紧固件固定于所述第一穿线通道内进而将绳线固定于第一转轮部上。
[0020]本技术还包括一种机械手，其包括上述的机械手关节驱动结构。
[0021]与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是：
[0022]上述的机械手关节驱动结构，采用一个电机驱动多个关节的方法，即一种由关节所受的转动阻力决定受驱动关节的多关节联动的驱动方案，减少了电机数量，同时可保持机械手具有多个可运动关节，即在保持机械手多关节设计以保证功能灵活的前提下，降低了机械手配重以及其占据空间的体积，能够更好地适应各种不同的工作环境；同时，由所受转动阻力决定对多关节中的某一个关节实现驱动的方式，可使机械手通过柔性贴合来适应被抓取物体的表面形状，实现超越传统设计的抓取效果。
附图说明
[0023]图1为本技术机械手关节驱动结构中纵向驱动电机驱动多个纵向排列的关节的示意图；
[0024]图2为本技术机械手关节驱动结构中横向驱动电机驱动多个横向排列的关节的示意图；
[0025]图3为本技术机械手关节驱动结构中关节的立体图；
[0026]图4为本技术机械手关节驱动结构中关节的俯视图；
[0027]图5为本技术机械手关节驱动结构中纵向关节的"穿轴法"中正向驱动绳线的走线示意图；
[0028]图6为图5的俯视图；
[0029]图7为本技术机械手关节驱动结构中纵向关节的"穿轴法"中反向驱动绳线的走线示意图；
[0030]图8为图7的俯视图；
[0031]图9为本技术机械手关节驱动结构中横向关节的"穿轴法"中正向驱动绳线和反向驱动绳线的走线示意图；
[0032]图10为图9的俯视图；
[0033]图11为本技术机械手关节驱动结构中纵向关节的"套轴法"中正向驱动绳线的走线示意图；
[0034]图12为本技术机械手关节驱动结构中"套轴法"的局部放大图；
[0035]附图标记说明：
[0036]关节100；转轴部110；第一转轮部120；第一穿线通道121；第二穿线通道122；第二转轮部130；连接部140；穿轴通道141；连通通道142；套轴通道143；
[0037]第一正向驱动绳线210；第一反向驱动绳线220；
[0038]第二正向驱动绳线310；第二反向驱动绳线320；
[0039]中间线环400；
[0040]电机上的线环500；
[0041]纵向驱动电机610；横向驱动电机620。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械手关节驱动结构，其特征在于，包括：多个手指模块，所述手指模块包括多个指节和关节；多个指节依次排列为线型，相邻的指节之间通过所述关节相连，各个关节通过绳线连接并驱动；沿一个手指模块纵向排列的关节两两之间分别与绳线的两端连接，连接纵向排列的两个关节的绳线形成一个线环，多个线环并联设置并通过中间线环两两连接后与纵向驱动电机连接；和/或沿多个手指模块横向排列的关节两两之间分别与绳线的两端连接，连接横向排列的两个关节的绳线形成一个线环，多个线环并联设置并通过中间线环两两连接后与横向驱动电机连接。2.根据权利要求1所述的机械手关节驱动结构，其特征在于，沿一个手指模块纵向排列且相邻的两个关节与绳线的两端连接。3.根据权利要求1所述的机械手关节驱动结构，其特征在于，沿多个手指模块横向排列且相邻的两个关节与绳线的两端连接。4.根据权利要求1所述的机械手关节驱动结构，其特征在于，纵向排列的关节两两之间分别通过两条绳线连接，两条绳线分别为第一正向驱动绳线和第一反向驱动绳线，分别用于驱动关节正向转动和反向转动；第一正向驱动绳线形成的线环并联设置并通过中间线环两两连接后与纵向驱动电机连接；第一反向驱动绳线形成的线环并联设置并通过中间线环两两连接后与纵向驱动电机连接。5.根据权利要求1所述的机械手关节驱动结构，其特征在于，横向排列的关节两两之间分别通过两条绳线连接，两条绳线分别为第二正向驱动绳线和第二反向驱动绳线，分别用于驱动关节正向转动和反向转动；第二正向驱动绳线形成的线环并联设置并通过中间线环两两连接后与横向驱动电机连接；第二反向驱动绳线形成的线环并联设置并通过中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱状，徐宇琛，刘春雨，郭晴川，徐正本，刘伟业，
申请(专利权)人：孔润中，
类型：新型
国别省市：