【技术实现步骤摘要】
本申请属于机器人，更具体地说，是涉及关节模组及掌指关节。
技术介绍
1、现有机器人的手部的关节模块仅能实现屈伸动作，不能实现像人手一样更加灵活和复杂的自由度。无法灵活精细地操作物体，因此其具体应用受到较大限制。
2、机械手一般具有多个手指单元，手指单元通过掌指关节铰接于掌部的掌指节。在掌指关节处需要具有至少两个自由度，包括摆摆自由度和俯仰自由度。但是掌指关节处通常空间较小。如何在较小的空间内实现上述关节是本领域技术人员所要考虑的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种关节模组及掌指关节，可实现摆摆及俯仰的两个自由度。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术提出以下技术方案：
2、第一方面：本申请提供了一种关节模组。关节模组包括基座摆块、俯仰支架、第一传动腱、腱固定元件、滑轨；所述基座摆块可绕第一轴线摆动，所述俯仰支架受第一传动腱驱动可相对于所述基座摆块绕第二轴线转动；所述腱固定元件固联于所述俯仰支架，所述滑轨固联于所述基座摆块；所述滑轨包括第一滑道，所述第一传动腱部分可滑动地设置在第一滑道。
3、一种实施例中，所述滑轨还包括第二滑道，所述第二滑道用于引导途径所述关节模组的指间关节的第二腱鞘在所述第二滑道中滑动。
4、一种实施例中，所述第一滑道的一侧设置有所述第二滑道；或者，所述第一滑道的两侧分别设置有所述第二滑道。
5、一种实施例中，所述关节模组还包括腱鞘固定支架，所述腱鞘固定支架固联于所述
6、一种实施例中，所述腱鞘固定支架包括腱鞘固定座，压盖扣在腱鞘固定座上，所述第一腱鞘位于腱鞘固定座和压盖之间；和/或，
7、所述腱鞘固定座和压盖之间形成有腱鞘约束部，所述腱鞘约束部用于对第二腱鞘进行限位。压盖的设计可方便第一腱鞘和/或第二腱鞘的拆装。
8、一种实施例中，所述滑轨的端部设置有腱鞘安装接口和/或腱鞘约束部。
9、一种实施例中，所述腱固定元件具有固定部；在固定部处形成第一传动腱与俯仰支架之间的固定点。例如，两条第一传动腱的至少一部分分别固定在所述固定部。两条第一传动腱途径第一滑道时，分别在第一滑道中沿不同方向设置；两条第一传动腱可分别在不同方向对俯仰支架施力，构成拮抗式驱动结构。
10、一种实施例中，所述腱固定元件上具有导向部，所述第一传动腱经过导向部后进入第一滑道；所述导向部具有顺滑过渡部；和/或，
11、所述腱固定元件上具有限位部，所述限位部靠近第一滑道，所述限位部用于对途径第一滑道的第一传动腱进行限位。
12、一种实施例中，所述腱固定元件上具有压舌部，所述压舌部靠近第一滑道；所述第一传动腱位于第一滑道和压舌部之间；所述压舌部上具有顺滑过渡部。优选的，第一传动腱经顺滑过渡部后，压舌部的下表面引导第一传动腱的走向，使第一传动腱与第一滑道近似相切。另外，在俯仰支架的运动过程中，压舌部还可以防止第一传动腱跑位。
13、一种实施例中，所述压舌部上设置有固定部。固定部可设置为安装孔，安装孔与压舌部的下表面之间设置有顺滑过渡部。
14、一种实施例中，所述关节模组还包括侧摆轴、俯仰轴，所述侧摆轴的轴线与俯仰轴的轴线相互垂直；所述侧摆轴、俯仰轴分别与基座摆块固联。
15、一种实施例中，所述侧摆轴和俯仰轴的设计方案为以下任意一种：
16、所述侧摆轴和俯仰轴正交，所述侧摆轴为通轴，所述俯仰轴由两个短轴组成；或，
17、所述侧摆轴和俯仰轴正交，所述俯仰轴为通轴，所述侧摆轴由两个短轴组成；或，
18、所述俯仰轴为通轴，所述侧摆轴为通轴；或，
19、所述侧摆轴和俯仰轴正交，所述俯仰轴、俯仰轴与所述基座摆块为一体结构。
20、当侧摆轴和俯仰轴十字正交时，可有效保证了运动的正交，不仅使得俯仰运动和侧摆运动的自由度相互解耦动，还可以有效简化控制算法。
21、一种实施例中，所述基座摆块可绕侧摆轴的第一轴线摆动，所述侧摆轴处设置有第一轴承；所述俯仰支架可绕俯仰轴的第二轴线摆动，所述俯仰支架和俯仰轴之间安装有第二轴承。
22、一种实施例中，所述基座摆块与侧摆固定支架铰接位置处设置有第一角度传感器；所述俯仰支架与所述基座摆块铰接位置处设置有第二角度传感器。
23、一种实施例中，所述第一角度传感器和/或第二角度传感器处设置有传感器盖；
24、所述俯仰支架上设置有引线约束部，或者所述俯仰支架上设置有引线约束元件。
25、一种实施例中，所述关节模组还包括侧摆固定支架，所述基座摆块通过侧摆轴安装在侧摆固定支架上。
26、一种实施例中，所述基座摆块受驱动组件的驱动，所述驱动组件包括驱动器。驱动器可直接驱动基座摆块，或者驱动器可间接驱动基座摆块。
27、一种实施例中，所述驱动组件还包括传动机构，所述传动机构为齿轮传动组件、连杆传动机构、腱传动组件中的任意一种。
28、一种实施例中，所述齿轮传动组件包括相互配合的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮连接在驱动器上；所述第二齿轮为局部面齿轮，所述第二齿轮与基座摆块固联；所述驱动器固定在侧摆固定支架上。局部面齿轮可优化设计空间，在极小空间内完成布置。
29、一种实施例中，所述俯仰支架上具有连接一受驱动终端的连接部。例如，手指单元可连接在俯仰支架的连接部。
30、第二方面：本申请提供了掌指关节。所述掌指关节包括如上所述的关节模组。
31、本申请提供的一种关节模组及掌指关节的有益效果在于：
32、本申请，通过驱动基座摆块绕第一轴线摆动可实现关节模组的侧摆自由度；使俯仰支架与基座摆块相关联，基座摆块在摆动时可带动俯仰支架一起摆动。另外，俯仰支架还可相对于所述基座摆块绕第二轴线转动，实现了关节模组的俯仰自由度，结构紧凑。本申请的俯仰支架受第一传动腱驱动，驱动器可实现远端驱动，可避免占有有限的手部空间；为了提高关节模组的可靠性，将滑轨固联于所述基座摆块；用于驱动俯仰支架的第一传动腱可部分可滑动地设置在第一滑道。本申请提供的一种关节模组尤其适用于掌指关节。
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1.一种关节模组,其特征在于，包括基座摆块、俯仰支架、第一传动腱、腱固定元件、滑轨；所述基座摆块可绕第一轴线摆动，所述俯仰支架受第一传动腱驱动可相对于所述基座摆块绕第二轴线转动；所述腱固定元件固联于所述俯仰支架，所述滑轨固联于所述基座摆块；所述滑轨包括第一滑道，所述第一传动腱部分可滑动地设置在第一滑道。
2.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述滑轨还包括第二滑道，所述第二滑道用于引导途径所述关节模组的指间关节的第二腱鞘在所述第二滑道中滑动。
3.如权利要求2所述的一种关节模组，其特征在于，所述第一滑道的一侧设置有所述第二滑道；或者，所述第一滑道的两侧分别设置有所述第二滑道。
4.如权利要求1或2所述的一种关节模组，其特征在于，所述关节模组还包括腱鞘固定支架，所述腱鞘固定支架固联于所述基座摆块；与第一传动腱相对应的第一腱鞘的端部固定在所述腱鞘固定支架。
5.如权利要求4所述的一种关节模组，其特征在于，所述腱鞘固定支架包括腱鞘固定座，压盖扣在腱鞘固定座上，所述第一腱鞘位于腱鞘固定座和压盖之间；和/或，
6.如权利
7.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述腱固定元件具有固定部；在固定部处形成第一传动腱与俯仰支架之间的固定点。
8.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述腱固定元件上具有导向部，所述第一传动腱经过导向部后进入第一滑道；所述导向部具有顺滑过渡部；和/或，
9.如权利要求8所述的一种关节模组，其特征在于，所述腱固定元件上具有压舌部，所述压舌部靠近第一滑道；所述第一传动腱位于第一滑道和压舌部之间；所述压舌部上具有顺滑过渡部。
10.如权利要求9所述的一种关节模组，其特征在于，所述压舌部上设置有固定部。
11.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述关节模组还包括侧摆轴、俯仰轴，所述侧摆轴的轴线与俯仰轴的轴线相互垂直；所述侧摆轴、俯仰轴分别与基座摆块固联。
12.如权利要求11所述的一种关节模组，其特征在于，所述侧摆轴和俯仰轴的设计方案为以下任意一种：
13.如权利要求11所述的一种关节模组，其特征在于，所述基座摆块可绕侧摆轴的第一轴线摆动，所述侧摆轴处设置有第一轴承；所述俯仰支架可绕俯仰轴的第二轴线摆动，所述俯仰支架和俯仰轴之间安装有第二轴承。
14.如权利要求11所述的一种关节模组，其特征在于，所述基座摆块与侧摆固定支架铰接位置处设置有第一角度传感器；所述俯仰支架与所述基座摆块铰接位置处设置有第二角度传感器。
15.如权利要求14所述的一种关节模组，其特征在于，所述第一角度传感器和/或第二角度传感器处设置有传感器盖；
16.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述关节模组还包括侧摆固定支架，所述基座摆块通过侧摆轴安装在侧摆固定支架上。
17.如权利要求16所述的一种关节模组，其特征在于，所述基座摆块受驱动组件的驱动，所述驱动组件包括驱动器；
18.如权利要求17所述的一种关节模组，其特征在于，所述齿轮传动组件包括相互配合的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮连接在驱动器上；所述第二齿轮为局部面齿轮，所述第二齿轮与基座摆块固联；所述驱动器固定在侧摆固定支架上。
19.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述俯仰支架上具有连接一受驱动终端的连接部。
20.一种掌指关节，其特征在于，包括如权利要求1-19任一项所述的关节模组。
...【技术特征摘要】
1.一种关节模组,其特征在于，包括基座摆块、俯仰支架、第一传动腱、腱固定元件、滑轨；所述基座摆块可绕第一轴线摆动，所述俯仰支架受第一传动腱驱动可相对于所述基座摆块绕第二轴线转动；所述腱固定元件固联于所述俯仰支架，所述滑轨固联于所述基座摆块；所述滑轨包括第一滑道，所述第一传动腱部分可滑动地设置在第一滑道。
2.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述滑轨还包括第二滑道，所述第二滑道用于引导途径所述关节模组的指间关节的第二腱鞘在所述第二滑道中滑动。
3.如权利要求2所述的一种关节模组，其特征在于，所述第一滑道的一侧设置有所述第二滑道；或者，所述第一滑道的两侧分别设置有所述第二滑道。
4.如权利要求1或2所述的一种关节模组，其特征在于，所述关节模组还包括腱鞘固定支架，所述腱鞘固定支架固联于所述基座摆块；与第一传动腱相对应的第一腱鞘的端部固定在所述腱鞘固定支架。
5.如权利要求4所述的一种关节模组，其特征在于，所述腱鞘固定支架包括腱鞘固定座，压盖扣在腱鞘固定座上，所述第一腱鞘位于腱鞘固定座和压盖之间；和/或，
6.如权利要求1或2所述的一种关节模组，其特征在于，所述滑轨的端部设置有腱鞘安装接口和/或腱鞘约束部。
7.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述腱固定元件具有固定部；在固定部处形成第一传动腱与俯仰支架之间的固定点。
8.如权利要求1所述的一种关节模组，其特征在于，所述腱固定元件上具有导向部，所述第一传动腱经过导向部后进入第一滑道；所述导向部具有顺滑过渡部；和/或，
9.如权利要求8所述的一种关节模组，其特征在于，所述腱固定元件上具有压舌部，所述压舌部靠近第一滑道；所述第一传动腱位于第一滑道和压舌部之间；所述压舌部上具有顺滑过渡部。
【专利技术属性】
技术研发人员：李文强，刘寅，任化龙，
申请(专利权)人：深圳忆海原识科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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