[实用新型]一种仿河狸前爪的新型机械脚爪

说明书

本实用新型属于机器人技术领域。目的是提供一种仿河狸前爪的新型机械脚爪，该机械脚爪应具有结构简单、体积小巧，适合在复杂环境下运动的特点。技术方案是：一种仿河狸前爪的新型机械脚爪，其特征在于：该机械脚爪包括脚掌机架以及设置在脚掌机架上三条脚爪分支；所述脚爪分支包括舵机、通过致动结构依次连接三个指节、向致动结构传递舵机动力驱动指节运动的传动结构；所述脚爪分支中，第一个指节与脚掌机架固定，后一个指节可摆动地定位在前一个指节上；所述致动结构包括可转动地设置在其中一个指节上的主动齿轮、固定在另一个指节上并与主动齿轮啮合的从动齿轮、与主动齿轮同轴固定的弯曲拉杆、与从动齿轮固定的伸展拉杆。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体是涉及一种仿河狸前爪的新型机械脚爪。

背景技术

中国制造2025是我国处于当前发展阶段对制造业提出的发展目标。为了提高机器自动化程度，提升工作效率，机器人的研究工作十分重要，而机械脚爪等作为机器人常见的末端执行器，其占有十分重要的地位。

仿生机器人技术的研究是现阶段机器人研究的热点之一，对于各种水生动物而言，都各有其独特的游动方式。对于河狸而言，其游动时主要靠后肢的发力以及特别的脚蹼结构，前肢在游动时作用较小。但是河狸抓取物体时，前肢的抓取能力、实用效能都比后肢要强，这也体现了动物的四肢协调分工特性，借助前肢的优秀抓取能力，甚至可以造出850米长的水坝，在太空中都可以看到，堪称超级护城河。因此，对河狸前肢的仿生研究具有一定的价值。

现有的机械脚爪的驱动方式为液压或者电机驱动，传动时采用带传动或者四连杆对脚爪转动关节进行控制，这些方式由于本身的局限性，造成了脚爪结构比较复杂且体积巨大，在复杂的环境下，适用程度低且不灵便。因此，设计一个新的机械脚爪机构很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种仿河狸前爪的新型机械脚爪，该机械脚爪应具有结构简单、体积小巧，适合在复杂环境下运动的特点。

本实用新型的技术方案是：

一种仿河狸前爪的新型机械脚爪，其特征在于：该机械脚爪包括脚掌机架以及设置在脚掌机架上三条脚爪分支；

所述脚爪分支包括舵机、通过致动结构依次连接三个指节、向致动结构传递舵机动力驱动指节运动的传动结构；所述脚爪分支中，第一个指节与脚掌机架固定，后一个指节可摆动地定位在前一个指节上；

所述致动结构包括可转动地设置在其中一个指节上的主动齿轮、固定在另一个指节上并与主动齿轮啮合的从动齿轮、与主动齿轮同轴固定的弯曲拉杆、与从动齿轮固定的伸展拉杆；所述传动结构包括与舵机转轴同轴固定的三个绕线盘以及分别连接绕线盘与弯曲拉杆、伸展拉杆的四条拉力绳；

所述指节的摆动轴线与主动齿轮的转动轴线同轴，弯曲拉杆与伸展拉杆分别设置在脚爪分支的两侧，连接弯曲拉杆与伸展拉杆的拉力绳也分别设置在脚爪分支的两侧并且以相反方向缠绕在绕线盘上。

所述指节包括与脚掌机架固定的第一指节、可摆动地定位在第一指节上的第二指节、可摆动地定位在第二指节上的第三指节。

所述致动结构中，第一主动齿轮与第一连接轴同轴固定并且可转动地设置第一指节上，第二主动齿轮与第二连接轴同轴固定并且可转动地设置第二指节上，第一从动齿轮通过第一安装轴固定在第二指节上并与第一主动齿轮啮合，第二从动齿轮通过第二安装轴固定在第三指节上并与第一主动齿轮啮合。

所述致动结构中，第一弯曲拉杆与第一连接轴固定，第二弯曲拉杆与第二连接轴固定，第一伸展拉杆与第一安装轴固定，第二伸展拉杆与第二安装杆固定，第二指节可摆动地定位在第一连接轴上，第三指节可摆动地定位在第二连接轴上。