[发明专利]一种基于时序控制的多自由度机械手

说明书

所属技术领域

本发明属于机械手技术领域，尤其涉及一种基于时序控制的多自由度机械手。

背景技术

目前机械手的驱动方式多使用伺服电机驱动、钢丝驱动、液压驱动等，少部分使用人造肌肉驱动；其中人造肌肉驱动，虽然驱动的方式先进，但是制造成本目前很高，液压驱动需要强大的动力来对液压油增压驱动，将会增加设备的重量和对技术成熟度要求较高，所以成本也较高；那么在仿真机械手驱动上伺服电机驱动和钢丝驱动较为常见，伺服电机驱动为在每个关节上安装一个伺服电机，这将会导致机械手上的机构很不美观，伺服电机的尺寸外形将决定机械手的外形和功能；目前使用最多的、成本最低的是采用钢丝驱动，将伺服电机集中安装在手臂处，机械手及手指机构较为简单，控制较为容易，但是钢丝驱动中容易出现机械指定位不准、手指虚位摆动等情况。

本发明设计一种基于时序控制的多自由度机械手解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于时序控制的多自由度机械手，它是采用以下技术方案来实现的。

一种基于时序控制的多自由度机械手，其特征在于：它包括机械第三副指、机械第二副指、机械第一副指、手掌板、机械主指、电机驱动机构固定板、电机驱动机构、手臂套筒、主指侧摆钢丝、主指侧摆钢丝导孔支撑、主指侧摆弹簧、主指侧摆弹簧支撑、主指摆动块支撑、主指摆动块、主指摆动圆柱销、第一副指侧摆弹簧、第一副指摆动块、第一副指侧摆钢丝、第一副指侧摆钢丝导孔支撑，其中机械第二副指、机械第三副指依次并列安装在手掌板一侧，第一副指摆动块安装在机械第一副指上，第一副指摆动块通过圆柱销安装在手掌板上；第一副指侧摆弹簧一端连接机械第二副指侧面，另一端连接机械第一副指侧面；第一副指侧摆钢丝导孔支撑安装在手掌板上，第一副指侧摆钢丝一端连接机械第一副指侧面，中间穿过第一副指侧摆钢丝导孔支撑上的圆孔；主指摆动块安装在机械主指上，主指摆动块支撑安装在手掌板上，主指摆动块通过主指摆动圆柱销安装在主指摆动块支撑上；主指侧摆弹簧一端连接机械主指，另一端连接主指侧摆弹簧支撑，主指侧摆弹簧支撑安装在手掌板上；主指侧摆钢丝一端连接在机械主指侧面中间穿过主指侧摆钢丝导孔支撑上的圆孔，主指侧摆钢丝导孔支撑安装在手掌板上；电机驱动机构固定板安装在手掌板上，电机驱动机构安装在电机驱动机构固定板上，手臂套筒安装在电机驱动机构上；

本发明中机械第三副指、机械第二副指直接固定在手掌板上，没有摆动运动，只能各自独立地做弯曲运动，机械第一副指即可以摆动也可以独立弯曲，机械主指即可以弯曲也可以摆动；对于机械主指和机械第一副指，侧摆钢丝与侧摆弹簧互相作用进行调节摆动的幅度和摆动的位置，四根机械指基本能够模仿整个人手的行为，具有较好的效果。

上述机械第一副指、机械第二副指、机械第三副指的指体的驱动方式完全相同，对于任意一个机械副指，它包括机械指第四支架、机械指第三支架、钢丝导板、钢丝、机械指第二支架、机械指第一支架、机械指第一支架钢丝孔、机械指支架拉簧、机械指第二复位弹簧、机械指第三复位弹簧、复位弹簧固定板、钢丝引导槽、机械指拉板、机械指第一复位弹簧、机械指支架限位板，其中机械指第二支架通过圆柱销安装在机械指第一支架上，机械指第三支架通过圆柱销安装在机械指第二支架上，机械指第四支架通过圆柱销安装在机械指第三支架上，两个钢丝导板分别安装在机械指第二支架上且靠近机械指第三支架处和机械指第三支架上且靠近机械指第四支架处，两个钢丝导板均安装在机械指弯曲一侧；三个机械指拉板分别安装在机械指第四支架上且靠近机械指第三支架处、机械指第三支架上且靠近机械指第二支架处和机械指第二支架上且靠近机械指第一支架处，三个机械指拉板均安装在机械指弯曲一侧；钢丝一端穿过机械指第一支架上的钢丝孔，钢丝中间安装有三个机械指支架拉簧，三个机械指支架拉簧一端分别安装在三个机械指拉板上；三个复位弹簧固定板分别安装在机械指第四支架上且靠近机械指第三支架处、机械指第三支架上且靠近机械指第二支架处和机械指第二支架上且靠近机械指第一支架处；三个机械指支架限位板分别安装在机械指第三支架末端、机械指第二支架末端和机械指第一支架末端；三个复位弹簧固定板和三个机械指支架限位板均安装在机械指弯曲一侧的背面；机械指第一复位弹簧一端安装在机械指第一支架上的机械指支架限位板上，另一端安装在机械指第二支架上的复位弹簧固定板上；机械指第二复位弹簧一端安装在机械指第二支架上的机械指支架限位板上，另一端安装在机械指第三支架上的复位弹簧固定板上；机械指第三复位弹簧一端安装在机械指第三支架上的机械指支架限位板上，另一端安装在机械指第四支架上的复位弹簧固定板上；