[发明专利]一种基于同步带传动的多自由度机械手

摘要

本发明属于机械手驱动技术领域，尤其涉及一种基于同步带传动的多自由度机械手，它包括第一副指、第二副指、主指、副指摆动电机、软轴、动力驱动机构等，其中第一副指、第二副指和主指安装在手指支撑板上，通过副指摆动电机控制第一副指和第二副指之间的相对摆动，通过同步带和齿轮传动控制机械手各个关节的运动，通过软轴将动力驱动机构的动力传动到副指和主指的被动轴上；另外，对于动力驱动机构，使用了特种的动力驱动机构，只使用一个驱动电机的情况下，利用间隙机构和摇杆机构，达到了控制多个齿轮转角的目的，进而控制具有多自由度的机械手，因为驱动电机的减少进一步简化了机械手的结构，具有很好的实用效果。

主权项

一种基于同步带传动的多自由度机械手，其特征在于：它包括动力驱动机构、第二副指、第一副指、副指摆动电机、副指固定摆块、手指支撑板、主指、机械手固定结构、机械手固定套管、主指固定摆块转轴、主指固定摆块、主指摆块支撑结构、摆动电机支撑，其中两个副指摆动电机分别安装在两个摆动电机支撑上，两个摆动电机支撑安装在手指支撑板一侧的两端，两个副指摆动电机转轴均穿过手指支撑板，第一副指和第二副指均通过副指固定摆块分别安装在两个副指摆动电机转轴上，副指固定摆块和副指摆动电机位于手指支撑板两侧；主指摆块支撑结构安装在手指支撑板上，主指固定摆块通过固定在主指固定摆块上的转轴安装在主指摆块支撑机构上，主指安装在主指固定摆块上；机械手固定结构安装在手指支撑板上，机械手固定套管安装在机械手固定结构上，动力驱动机构安装在机械手固定套管内部；上述第一副指和第二副指具有相同的结构，对于任意一个副指，它包括副指第四支架、副指第四同步轮、副指第三支架、副指第四齿轮、副指第三同步轮、副指第二同步轮、副指第三齿轮、副指第二齿轮、副指第一同步轮、副指第一齿轮、软轴被动轴、副指第一支架、副指第一支架圆柱销、副指第二支架、副指第三支架圆柱销、副指第四支架圆柱销、软轴被动轴固定环，其中副指第一支架安装在副指固定摆块上，副指第二支架通过固定在副指第一支架上的副指第一支架圆柱销安装在副指第一支架上，副指第三支架通过固定在副指第三支架上的副指第三支架圆柱销安装在副指第二支架上，副指第四支架通过固定在副指第四支架上的副指第四支架圆柱销安装在副指第三支架上；副指第一齿轮固定在副指第一支架圆柱销上；副指第二齿轮和副指第一同步轮并排固定在副指第二支架上的靠近副指第一支架的转轴上；副指第三齿轮固定在副指第二支架上的靠近副指第三支架的圆柱销上，副指第二同步轮固定在副指第三支架圆柱销上，副指第四齿轮和副指第三同步轮固定在一起且可相对于副指第三支架圆柱销转动，副指第四同步轮固定在副指第四支架圆柱销上；副指第一齿轮与副指第二齿轮啮合，副指第三齿轮与副指第四齿轮啮合，副指第一同步轮与副指第二同步轮通过同步带连接，副指第三同步轮与副指第四同步轮通过同步带连接；软轴被动轴固定环安装在副指第二支架一侧，且固定环轴线与副指第一支架圆柱销轴线重合，软轴被动轴安装在软轴被动轴固定环上；上述主指包括主指第一支架、主指第一支架圆柱销、主指第一齿轮、主指第一同步轮、主指第二齿轮、主指第二同步轮、主指第三支架、主指第二支架、主指第三支架圆柱销，其中主指第一支架安装在主指固定摆块上，主指第二支架通过固定在主指第一支架上的主指第一支架圆柱销安装在主指第一支架上，主指第三支架通过固定在主指第三支架上的主指第三支架圆柱销安装在主指第二支架上，主指第一齿轮固定在主指第一支架圆柱销上；主指第二齿轮与主指第一同步轮固定在一起，且安装在主指第二支架上的圆柱销上；主指第二同步轮固定在主指第三支架圆柱销上；主指第一齿轮与主指第二齿轮 啮合，主指第一同步轮与主指第二同步轮通过同步带连接；软轴被动轴固定环安装在主指第二支架一侧，且固定环轴线与主指第一支架圆柱销轴线重合，软轴被动轴安装在软轴被动轴固定环上；上述动力驱动机构包括软轴驱动轴、第三支撑板、锥齿组合、往复驱动电机、拨盘、槽轮支撑轮、第一支撑板、摇杆、第一支耳、滑动套、导轨支撑、导轨、第二支撑板、齿轮驱动电机支撑、齿轮驱动电机、齿轮驱动电机固定环、齿轮驱动机构、槽轮、槽轮转轴、圆柱销、转臂、齿轮驱动电机卡轴、导电块、齿轮驱动电机转轴，其中往复驱动电机安装在第一支撑板上，拨盘安装在往复驱动电机转轴上，转臂一端安装在拨盘中心且转臂指向为拨盘径向方向，槽轮安装在槽轮支撑轮上，槽轮通过槽轮转轴安装在第一支撑板上，圆柱销一端安装在转臂端头，另一端与槽轮的槽配合；摇杆一端通过销安装在槽轮支撑轮侧面且非圆心处，摇杆另一端通过转轴安装在第一支耳上，第一支耳安装在滑动套一端，导轨一端安装在滑动套内部，导轨另一端安装在导轨支撑上，导轨支撑安装在第一支撑板上；齿轮驱动电机安装在齿轮驱动电机固定环内，固定环通过齿轮驱动电机支撑安装在滑动套外圆柱面上；齿轮驱动电机转轴为圆柱体，齿轮驱动电机卡轴为非圆柱体，一段齿轮驱动电机转轴与两段齿轮驱动电机卡轴组成电机轴；四个齿轮驱动机构安装在第二支撑板上，且两两分布于齿轮驱动电机两侧；齿轮驱动电机卡轴两侧分别安装有导电块；第一支撑板安装在第二支撑板上，第三支撑板安装在第一支撑板上；上述齿轮驱动机构包括电磁铁、第一驱动齿轮、驱动齿轮中心孔、驱动齿轮空心转轴、电磁铁卡孔、电磁铁空心转轴、电磁铁支撑、电磁铁转轴套、驱动齿轮转轴套、驱动齿轮支撑、导电线圈、电磁铁导电片，其中电磁铁中心开有电磁铁卡孔，电磁铁空心转轴安装在电磁铁一侧中心，电磁铁空心转轴安装在电磁铁转轴套内，电磁铁转轴套安装在电磁铁支撑上，电磁铁支撑安装在第二支撑板上；第一驱动齿轮中心开有驱动齿轮中心孔，驱动齿轮空心转轴安装在第一驱动齿轮一侧中心，驱动齿轮空心转轴安装在驱动齿轮转轴套内，驱动齿轮转轴套安装在驱动齿轮支撑上，驱动齿轮支撑安装在第二支撑板上；导电线圈缠绕在电磁铁上，电磁铁导电片安装在电磁铁卡孔内表面，并且与导电块配合；电磁铁卡孔横截面与齿轮驱动电机卡轴横截面相同，第一驱动齿轮中心孔大于齿轮驱动电机卡轴最大外缘尺寸；上述四个软轴驱动轴均安装在第三支撑板上，且分别通过锥齿组合与四个齿轮驱动机构中的四个第一驱动齿轮啮合；第一副指中的软轴被动轴、第二副指中的软轴被动轴、主指中的软轴被动轴、主指固定摆块转轴四根轴分别通过软轴连接到动力驱动机构中的四根软轴驱动轴上。