[发明专利]仿人机械手

说明书

技术领域

本发明属于表演机器人的手部部件，特别是指针对乐器演奏领域中对钢琴进行弹奏的机械手。

背景技术

随着科学技术的不断进步，科教和控制研究领域对表演型机器人有着一定的需求，表演型机器人能够让人们对仿人机器人有直观深刻的了解，增进青少年对这一领域的兴趣，仿人机械手是该类表演型机器人关键部件。

发明内容

本发明提供一种仿人机械手，能模仿人手的功能进行简单操作，完成手指弯曲运动，并通过手指的合作与协调动作实现一定运动和简单的抓取运动。

本发明采取的技术方案是：具有两个摆动副的食指、中指、无名指、小拇指，具有三个摆动副的大拇指分别与手掌壳体固定连接，其中食指、中指、无名指、小拇指结构相同，各关节的摆动副包括一台电动机。

本发明一种实施方式是，食指结构是：第一电动机与第一减速器固定连接，第一减速器与中指节固定连接，第一减速器的输出轴与指头固定连接；第二电动机与第二减速器固定连接，第二减速器与基指节固定连接，第二减速器的输出轴与中指节固定连接。

本发明一种实施方式是，大拇指结构是：第一电动机第一减速器固定连接，第一减速器与中指节固定连接，第一减速器的输出轴与指头固定连接；第二电动机与第二减速器固定连接，第二减速器与下指节固定连接，第二减速器的输出轴与中指节固定连接；第三电动机安装在第三减速器上，第三减速器与拇指基指节固定连接，第三减速器的输出轴与下指节固定连接。

本发明一种实施方式是，减速器结构是：电动机与中固定板固定连接，轴三两端分别与中固定板和下固定板固定连接，轴二两端分别与上固定板、下固定板固定连接，轴一两端分别与上固定板、中固定板固定连接，输出轴通过轴承与上固定板转动连接，齿轮一与电动机的输出轴固定连接，齿轮二空套在轴三上，齿轮三空套在轴二上，齿轮五空套在轴一上，齿轮四空套在输出轴上，齿轮六与输出轴固定连接，齿轮一与齿轮二啮合，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮三与齿轮四啮合，齿轮四与齿轮五啮合，齿轮五与齿轮六啮合，电动机为伺服电机。

本发明一种实施方式是手掌壳体下底与法兰盘固定连接。

本发明食指具有两个关节，上关节和下关节，上关节有1个自由度：电动机通过齿轮副传动带动指头绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围-15°～+105°，下关节有1个自由度：电动机通过齿轮副传动带动中指节绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围-90°～+90°；大拇指具有三个关节，上关节，中关节和下关节，上关节有1个自由度：电动机通过齿轮副传动带动指头绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围-15°～+105°，中关节有1个自由度：电动机通过齿轮副传动带动中指节绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围-90°～+90°，下关节有1个自由度：电动机通过齿轮副传动带动下指节绕齿轮减速器输出轴轴线回转，运动范围0°～+90°。大拇指、食指、中指、无名指、小拇指通过螺丝安装固定于手掌壳体上。

本发明可通过法兰盘安装于机器手臂上，其各手指关节在计算机控制下可协调动作，相互配合。手指采用仿人结构，在实现基本功能的前提下为降低机构复杂度减轻重量，各手指减少一个关节，长度与人手相仿。

本发明的优点是结构新颖，简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠，拆卸方便，手指预留空间可安装传感器，传动关系简单明了；除大拇指具有3自由度外其余手指具有2自由度的特点，手指运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、个手指协调运动灵活，应用范围广；作业能耗低，采用直流24V供电；抓取力大。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明食指的转角示意图；

图3是本发明大拇指的转角示意图；

图4是本发明食指的结构示意图；

图5是本发明大拇指的结构示意图；

图6是本发明减速器的结构示意图。

具体实施方式

具有两个摆动副的食指2、中指3、无名指4、小拇指5，具有3个摆动副的大拇指1分别与手掌壳体6固定连接，其中食指、中指、无名指、小拇指结构相同，各关节的摆动副包括一台电动机。

本发明一种实施方式是，食指结构是：第一电动机203与第一减速器202固定连接，第一减速器202与中指节204固定连接，第一减速器202的输出轴与指头201固定连接；第二电动机206与第二减速器205固定连接，第二减速器205与基指节207固定连接，第二减速器205的输出轴与中指节固定连接。