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CN116690619A - 机械手指和机械手 - Google Patents

机械手指和机械手 Download PDF

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Publication number
CN116690619A
CN116690619A CN202310814875.4A CN202310814875A CN116690619A CN 116690619 A CN116690619 A CN 116690619A CN 202310814875 A CN202310814875 A CN 202310814875A CN 116690619 A CN116690619 A CN 116690619A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drive
rotation
finger
mechanical
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310814875.4A
Other languages
English (en)
Inventor
高党波
黄宗兴
韩定强
徐石雄
王彬
方键兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Ezviz Network Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Ezviz Network Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Ezviz Network Co Ltd filed Critical Hangzhou Ezviz Network Co Ltd
Priority to CN202310814875.4A priority Critical patent/CN116690619A/zh
Publication of CN116690619A publication Critical patent/CN116690619A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0009Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开一种机械手指和机械手,所公开的机械手指包括骨架、手指本体、第一驱动机构和第二驱动机构,手指本体包括间隔设置的第一连接部和第二连接部,第一驱动机构与骨架连接,用于驱动骨架带动手指本体绕第二转动轴线方向转动,第二驱动机构包括伸缩驱动件,伸缩驱动件的第一端与第二连接部转动连接;在第一驱动机构驱动骨架带动手指本体绕第二转动轴线方向转动的情况下,第二连接部带动伸缩驱动件的第一端绕伸缩驱动件的第二端转动,伸缩驱动件可通过第二连接部驱动手指本体绕第一转动轴线转动。上述方案可以解决相关技术中的机械手指由于腱绳容易产生松弛而导致对机械手指的控制灵活度较低的问题。

Description

机械手指和机械手
技术领域
本发明涉及机械手技术领域,尤其涉及一种机械手指和机械手。
背景技术
现如今,不管是工业领域还是其他领域,利用安装在机械臂末端的机械手抓取物件越来越普遍。随着对机械手的功能要求越来越高,机械手需要具备手指弯曲功能和手指分开功能,从而提升机械手的抓取能力。
在相关技术中,机械手的每个机械手指通过四个腱绳连接,每个的机械手指的弯曲功能和分开功能分别使用两个腱绳传递动力,例如在机械手指弯曲时,通过一个腱绳拉动弯曲,拉动另一个腱绳以使机械手指展开。然而,采用腱绳的方式实现机械手指的弯曲功能和手指分开功能时,会存在腱绳需要较为精细的布设以避免对其它部件运动的干涉,且在长期运行时腱绳容易产生松弛的问题,最终导致对机械手的控制灵活度较低。
发明内容
本发明公开一种机械手指和机械手,以解决相关技术中的机械手指由于腱绳容易产生松弛而导致对机械手指的控制灵活度较低的问题。
为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:
第一方面:本申请公开一种机械手指,包括骨架、手指本体、第一驱动机构和第二驱动机构,其中:
所述手指本体包括间隔设置的第一连接部和第二连接部,所述手指本体通过所述第一连接部与所述骨架在绕第一转动轴线方向转动连接,所述第一驱动机构与所述骨架连接,用于驱动所述骨架带动所述手指本体绕第二转动轴线方向转动,所述第一转动轴线和所述第二转动轴线相垂直,所述第二驱动机构包括伸缩驱动件,所述伸缩驱动件的第一端与所述第二连接部转动连接;
在所述第一驱动机构(300)驱动所述骨架带动所述手指本体绕第二转动轴线方向转动的情况下,所述第二连接部带动所述伸缩驱动件的第一端绕所述伸缩驱动件的第二端转动,所述伸缩驱动件可通过所述第二连接部驱动所述手指本体绕所述第一转动轴线转动,其中,所述伸缩驱动件的第一端与所述伸缩驱动件的第二端相背。
第二方面,本申请还公开一种机械手,包括壳体和第一方面所述的机械手指,所述第一驱动机构设于所述壳体,所述伸缩驱动件的第二端与所述壳体连接。
本发明采用的技术方案能够达到以下技术效果:
本申请实施例公开的机械手指通过将手指本体设置为包括间隔设置的第一连接部和第二连接部,第二驱动机构包括伸缩驱动件,使得手指本体可以通过第一连接部与骨架在绕第一转动轴线方向转动连接,通过将第一驱动机构与骨架连接,使得第一驱动机构可以驱动骨架带动手指本体绕第二转动轴线方向转动,从而实现机械手指的摆动,进而在机械手包括多个机械手指的情况下,可以实现多个机械手指的分开与并拢;伸缩驱动件的第一端与第二连接部转动连接,使得伸缩驱动件可以驱动手指本体绕第一转动轴线的方向转动,从而实现机械手指的弯曲动作。
由于伸缩驱动件的第一端可以相对于第二连接部转动,伸缩驱动件的第二端可以转动,从而在机械手指绕第二转动轴线转动以带动第二连接部绕第二转动轴线转动的情况下,伸缩驱动件可以同步进行伸缩运动,以驱动机械手指绕第一转动轴线转动,从而可以同时实现机械手指绕第一转动轴线和第二转动轴线转动。由于机械手指绕第一转动轴线的转动采用伸缩驱动件进行驱动,从而无需设置腱绳进行传动,从而可以使得机械手指的结构相对简单,且可以避免机械手指长期运行时腱绳容易产生松弛的问题,进而可以提高对机械手指的控制灵活度,而且采用伸缩驱动件的方式驱动可以使得机械手指的整体传动结构相对简单,运动精度相对较高,且刚度相对较大。
附图说明
图1为本发明实施例公开的机械手指的结构示意图;
图2为图1的分解示意图;
图3为本发明实施例公开的机械手的局部结构示意图;
图4为本发明实施例公开的机械手指的第一局部的结构示意图;
图5为本发明实施例公开的机械手指的第二局部的结构示意图;
图6为本发明实施例公开的机械手指的整体结构示意图;
图7为本发明实施例公开的机械手的整体结构示意图;
图8为本发明实施例公开的机械手的在并拢状态下的结构示意图;
图9为本发明实施例公开的机械手的在分开状态下的结构示意图;
图10为本发明实施例公开的第一种机械手在并拢状态下的剖视图;
图11为本发明实施例公开的第一种机械手在分开状态下的剖视图;
图12为本发明实施例公开的第二种机械手的剖视图;
图13为本发明实施例公开的第三种机械手的剖视图;
图14为本发明实施例公开的第四种机械手的剖视图;
图15为本发明实施例公开的手指本体仅绕第一转动轴线转动的运动示意图;
图16为本发明实施例公开的手指本体同时绕第一转动轴线和第二转动轴线转动的运动示意图;
图17为骨架绕第二转动轴线转动的投影图;
图18为手指本体的轴侧图下的运动示意图;
图19为手指本体投影在zox平面内的投影图。
附图标记说明:
100-骨架、
200-手指本体、210-第一连接部、220-第二连接部、
300-第一驱动机构、
400-伸缩驱动件、
500-万向节、
600-万向球轴承、
700-壳体、
800-传动机构、810-传动杆件、820-齿轮组、
910-主板、920-电气接口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
以下结合附图,详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
请参考图1至图19,本发明实施例公开一种机械手指,所公开的机械手指包括骨架100、手指本体200、第一驱动机构300和第二驱动机构。
手指本体200包括间隔设置的第一连接部210和第二连接部220,第一连接部210和第二连接部220可以位于手指本体200的转动连接端。
手指本体200通过第一连接部210与骨架100在绕第一转动轴线方向转动连接。第一连接部210与骨架100可以通过轴承转动配合。
第一驱动机构300与骨架100连接,用于驱动骨架100带动手指本体200绕第二转动轴线方向转动。第一转动轴线和第二转动轴线相垂直。
第二驱动机构包括伸缩驱动件400,伸缩驱动件400的第一端与第二连接部220转动连接。伸缩驱动件400的第二端可以转动地设于后文所述的机械手的壳体700上,伸缩驱动件400在伸缩运动时,伸缩驱动件400的第二端在伸缩方向上可以保持不动,伸缩驱动件400的第一端在伸缩方向上移动。
在第一驱动机构300驱动骨架100带动手指本体200绕第二转动轴线方向转动的情况下,第二连接部220带动伸缩驱动件400的第一端绕伸缩驱动件400的第二端转动,伸缩驱动件400可通过第二连接部220驱动手指本体200绕第一转动轴线转动,其中,伸缩驱动件400的第一端与伸缩驱动件400的第二端相背。
本申请实施例公开的机械手指通过将手指本体200设置为包括间隔设置的第一连接部210和第二连接部220,第二驱动机构包括伸缩驱动件400,使得手指本体200可以通过第一连接部210与骨架100在绕第一转动轴线方向转动连接,通过将第一驱动机构300与骨架100连接,使得第一驱动机构300可以驱动骨架100带动手指本体200绕第二转动轴线方向转动,从而实现机械手指的摆动,进而在机械手包括多个机械手指的情况下,可以实现多个机械手指的分开与并拢;伸缩驱动件400的第一端与第二连接部220转动连接,使得伸缩驱动件400可以驱动手指本体200绕第一转动轴线方向转动,从而实现机械手指的弯曲动作。
由于伸缩驱动件400的第一端可以相对于第二连接部220转动,伸缩驱动件400的第二端可以转动,从而在机械手指绕第二转动轴线转动以带动第二连接部220绕第二转动轴线转动的情况下,伸缩驱动件400可以同步进行伸缩运动,以驱动机械手指绕第一转动轴线转动,从而可以同时实现机械手指绕第一转动轴线和第二转动轴线转动。由于机械手指绕第一转动轴线的转动采用伸缩驱动件400进行驱动,从而无需设置腱绳进行传动,从而可以使得机械手指的结构相对简单,且可以避免机械手指长期运行时腱绳容易产生松弛的问题,进而可以提高对机械手指的控制灵活度,而且采用伸缩驱动件400的方式驱动可以使得机械手指的整体传动结构相对简单,运动精度相对较高,且刚度相对较大。
在一种可实现的方式中,第一转动轴线和第二转动轴线可以相交于一点,在手指本体200处于收拢、且展开状态时,第二连接部220与第二转动轴线均可以位于第一转动轴线的同一侧。
在另一种实施方式中,第一转动轴线和第二转动轴线可以间隔设置,在手指本体200处于收拢、且展开状态时,第二连接部220与第二转动轴线均可以位于第一转动轴线的同一侧。第一转动轴线和第二转动轴线间隔设置,可以避免机械手指在第二转动轴线的延伸方向堆叠厚度较大。
一种可选的实施例,机械手指还可以包括万向节500,万向节500可以具有第三转动轴线和第四转动轴线。伸缩驱动件400的第一端可以通过万向节500与第二连接部220转动连接,以使伸缩驱动件400的第一端可绕第三转动轴线或第四转动轴线转动,其中,第三转动轴线与第一转动轴线平行,第四转动轴线与第二转动轴线平行。具体的,万向节500可以是十字万向节。在手指本体200处于收拢、且展开状态时,第二转动轴线和第四转动轴线可以重合;在骨架100绕第二转动轴线转动,且伸缩驱动件400不发生伸缩运动时,第二转动轴线和第四转动轴线可以重合;在骨架100绕第二转动轴线转动,且在伸缩驱动件400发生伸缩运动时,第二转动轴线和第四转动轴线之间也会发生相对移动。
本申请实施例公开的机械手指通过设置万向节500,使得伸缩驱动件400的第一端可以通过万向节500与第二连接部220转动连接,以使伸缩驱动件400的第一端可绕第三转动轴线或第四转动轴线转动,从而实现伸缩驱动件400的第一端与第二连接部220的转动连接。由于第二连接部220具有绕第一转动轴线和第二转动轴线的转动,因此,将第三转动轴线设置为与第一转动轴线平行,第四转动轴线与第二转动轴线平行,从而可以使得伸缩驱动件400的第一端与第二连接部220在转动时不易干涉。
在另一种实施例中,伸缩驱动件400的第一端可以通过球轴承与第二连接部220转动连接,从而实现伸缩驱动件400的第一端与第二连接部220的转动连接。当然,实现伸缩驱动件400的第一端与第二连接部220转动连接的结构还可以是其它结构,本申请对实现伸缩驱动件400的第一端与第二连接部220转动连接的结构不做具体限制。
可选的,机械手指还可以包括万向球轴承600,万向球轴承600可以包括固定部和转动球体,转动球体可以与固定部转动连接,伸缩驱动件400的第二端可以与转动球体连接,固定部可以固定于机械手的壳体上。
本申请实施例公开的机械手指通过设置万向球轴承600,使得伸缩驱动件400的第二端可以与万向球轴承600的转动球体连接,从而使得伸缩驱动件400的第二端可以适应更大范围的转动。
在其它实施例中,伸缩驱动件400的第二端还可以通过其它结构实现转动,例如通过十字万向节、柔性连接件等,本申请实施例不限制实现伸缩驱动件400的第二端转动的结构。
在一些情况下,手指本体200在绕第二转动轴线方向转动,且伸缩驱动件400不进行伸缩的情况下,伸缩驱动件400的第二端的中心点距离第一连接部210的中心点的距离会发生变化,由于伸缩驱动件400的第二端的中心点距离第二连接部220的中心点的距离不变,第二连接部220的中心点距离第一连接部210的中心点的距离不变,那么手指本体200与伸缩驱动件400之间的角度会发生变化,即手指本体200会相对第一转动轴线转动。为了实现手指本体200在绕第二转动轴线方向转动时,手指本体200在绕第一转动轴向方向相对静止,可选的,在第一驱动机构300驱动骨架100带动手指本体200绕第二转动轴线方向转动的情况下,伸缩驱动件400进行伸缩以补偿第二连接部220的运动,以使手指本体200在绕第一转动轴线方向上保持相对静止。
本申请实施例公开的机械手指通过在第一驱动机构300驱动骨架100带动手指本体200绕第二转动轴线方向转动的情况下,伸缩驱动件400进行伸缩以补偿第二连接部220的运动,从而可以使手指本体200在绕第一转动轴线方向上保持相对静止。
本申请公开了如何获取手指本体200绕第一转动轴线转动和绕第二转动轴线转动时对应伸缩驱动件400的伸缩运动关系。参考图17,图17表示的是骨架100绕第二转动轴线转动时的投影示意图。其中,A1表示伸缩驱动件400的第二端的中心点,或者,在伸缩驱动件400的第二端通过万向球轴承600连接时,A1也可以表示万向球轴承600的中心点;B1表示第一连接部210的中心点,或者表示第一转动轴线的中心点,第一连接部210的中心点与第一转动轴线的中心点重合。H1可以表示第二转动轴线在xoy平面内的投影点,在xoy平面内,A1与H1之间的距离为固定值L1,H1与B1之间的距离为固定值L2,α为骨架100带动手指本体200绕第二转动轴线的转动角度。转动角度α为手指本体200绕第二转动轴线转动的目标角度,是控制系统控制手指本体200需要达到的角度,因此,转动角度α为已知量。由于L1、L2和α均为已知量,则在xoy平面内,A1与B1之间的距离L4和角度γ均可以通过计算得到,即距离L4和角度γ均为已知量。
图18为轴测图下的运动示意图,C1表示第二连接部220的中心点,在手指本体200绕第二转动轴线转动时,在坐标A1(x1,y1,z1)、B1(x2,y2,z2)、C1(x3,y3,z3)中,A1为固定点,B1和C1为变化点。其中,A1和C1之间的实际距离为L3,即伸缩驱动件400的第二端的中心点至第二连接部220的中心点之间的距离。B1和C1之间的距离为L5,L5是第一连接部210的中心点与第二连接部220的中心点之间的距离,其L5为固定值。图18中的β表示手指本体200绕第一转动轴线转动的角度。转动角度β为手指本体200绕第一转动轴线转动的目标角度,是控制系统控制手指本体200需要达到的角度,因此,转动角度β为已知量。
图19为zox平面上的投影示意图,在zox平面上A1和C1在z轴上的投影距离为L6,由于L5和β为已知量,那么A1和C1在zox平面上的投影距离L6通过计算可以获得。
在手指本体200绕第二转动轴线的转动角度α为0度时,手指本体200只绕第一转动轴线转动,手指本体200的运动模型可以简化为平面模型。
在手指本体200绕第二转动轴线转动时,当0<α<f时,f为人为预设的锐角,因此,γ也为锐角,手指本体200绕第二转动轴线的转动角度α与手指本体200绕第一转动轴线转动的转动角度β之间的关系为:
基于公式(1)和公式(2)可以得出手指本体200绕第二转动轴线的转动角度α与手指本体200绕第一转动轴线转动的角度β之间的关系。在手指本体200既绕第一转动轴线转动,又绕第二转动轴线转动的情况下,可以根据不同的逻辑处理弯曲角度α和分开角度β之间的关系。其中L3、转动角度α、转动角度β为基础变量(L3和α可以独立控制变化,β的独立控制变化规律与L3和α相关,即L3和α确定后,β的也相应的确定),L1、L2为固定值,L4、L6为基础变量引起的变化值,在基础变量确定后,L4、L6也相应的为已知量,L5为固定值。由于,β和α是控制系统控制手指本体200需要达到的角度,因此,β和α为已知量,那么根据L3、转动角度α、转动角度β的对应关系,不同的β和α值,对应有不同的L3的长度,同时也就获取到了伸缩驱动件400所需的伸缩量。具体的,可以将L3、角转动度α、转动角度β的对应关系预设于机械手指的控制系统,从而实现对L3、转动角度α、转动角度β的自动控制。
具体的,在手指本体200只有绕第二转动轴线转动的情况下,即转动角度α的变化已知,角度α可以引起角度β的变化,那么L3的长度也为已知量,此时,通过伸缩驱动件400伸缩以调整L3至相应的长度,从而可以使角度β保持不变。
在手指本体200既有绕第一转动轴线转动,又有绕第二转动轴线转动的情况下,转动角度α和转动角度β均变化,转动角度α和转动角度β实时对应有相应的L3的长度,此时,通过伸缩驱动件400伸缩以调整L3的长度,可以使转动角度α和转动角度β达到相应的角度。
在手指本体200通过压力传感器检测抓握物体的实际压力的情况下,伸缩驱动件400的驱动力与手指本体200抓握物体的实际压力之间的关系为:
F=CF1 (3)。
其中,F为手指本体200抓握物体的实际压力,F1为伸缩驱动件400的驱动力,C为伸缩驱动件400的驱动力F1转化为手指本体200抓握物体的实际压力F的对应参数,参数C可以通过实验或通过计算可以得出。
在手指本体200既具有绕第一转动轴线转动,又具有绕第二转动轴线转动的情况下,转动角度β与转动角度α均实时变化,每一时刻均有对应转动角度β与转动角度α的L3值的变化,以使手指本体200可以转动至转动角度β和转动角度α。
需要说明的是,上述实施例公开的A1、B1、H1、C1等均为等效于各自转动中心处的点。
可选的,在同一空间坐标系中,伸缩驱动件400的第二端的中心点的坐标为A1(x1,y1,z1,rx1,ry1,rz1),第一连接部210的中心点的坐标为B1(x2,y2,z2,rx2,ry2,rz2),第二连接部220的中心点的坐标为C1(x3,y3,z3,rx3,ry3,rz3),第二转动轴线的中心点的坐标是H1(x4,y4,z4,rx4,ry4,rz4)。其中,A1和H1为固定坐标系,B1和C1为变化坐标系。
B1=R1T1H1,其中,T1为H1到B1的平移矩阵(为固定值),R1为B1绕H1的旋转矩阵(即绕第二旋转轴线的旋转矩阵,与机械手指的分开角度相关)。C1=R2T2B1,其中,T2为B1到C1的平移矩阵(为固定值),R2为C1绕B1的旋转矩阵(即绕第一旋转轴线的旋转矩阵,与机械手指的弯曲角度相关)。根据A1和C1点坐标即可求出伸缩驱动件400应该到达的目标位置,从而可以得到机械手指在进行弯曲、分开或并拢的过程中伸缩驱动件400所需的伸缩量。
一种可选的实施例,机械手指还可以包括力传感器,力传感器可以设于手指本体200,用于检测手指本体200抓握物体的实际压力,力传感器可以将检测的实际压力传输至伸缩驱动件400,以使伸缩驱动件400根据实际压力进行伸缩或调节伸缩驱动件400的驱动力的大小,以使实际压力保持在预设压力。
本申请实施例公开的机械手指通过在手指本体200设置力传感器,从而无需根据复杂的计算获取伸缩驱动件400的补偿运动或补偿值,进而可以直接根据力传感器检测的实际压力控制手指本体绕第一转动轴线运动,以使实际压力保持在预设压力,从而使得控制伸缩驱动件400的补偿运动更简单。
在另一种实施例中,力传感器可以设于伸缩驱动件400,力传感器可以检测伸缩驱动件400拉伸时的拉力或压缩时压力,检测的拉力或压力通过计算可以得到手指本体200抓握物体的实际压力。
力传感器可以是电阻应变式力传感器、光电式力传感器、电磁平衡式力传感器等,本申请实施例不限制力传感器的具体种类。
本申请还公开一种机械手,所公开的机械手包括壳体700和上述实施例公开的机械手指。第一驱动机构300设于壳体700,伸缩驱动件400的第二端与壳体700转动连接。
可选的,机械手指可以为多个,机械手还可以包括传动机构800,多个机械手指可以通过传动机构800连接。第一驱动机构300可以与传动机构800连接,用于通过传动机构800驱动多个机械手指绕各自的第二转动轴线转动,以使多个机械手指分开或并拢。
本申请实施例公开的机械手通过设置传动机构800,使得第一驱动机构300可以与传动机构800连接,从而使得第一驱动机构300可以通过传动机构800驱动多个机械手指绕各自的第二转动轴线转动,从而实现多个机械手指的分开或并拢。
一种可选的实施例,传动机构800可以包括连杆机构,连杆机构可以包括多个传动杆件810,任意相邻的两个机械手指可以通过传动杆件810连接,且机械手指与传动杆件810转动连接,多个传动杆件810可以依次转动连接,第一驱动机构300可以与多个传动杆件810中的至少一者连接,用于驱动多个传动杆件810带动多个机械手指分开或并拢。
一种可选的实施例,传动机构800可以包括多个齿轮组820,每个机械手指均设有齿轮组820,任意相邻的两个机械手指可以通过齿轮组820啮合,第一驱动机构300可以与多个齿轮组820中的至少一者连接,用于通过多个齿轮组820驱动多个机械手指分开或并拢。
在一些实施例中,传动机构可以包括传动杆件810和齿轮组820,部分手指本体200可以通过传动杆件810传动,其他手指本体200可以通过齿轮组820传动,传动杆件810和齿轮组820可以连接,第一驱动机构300可以驱动传动杆件810和齿轮组820,以使传动杆件810和齿轮组820驱动多个机械手指分开或并拢。当然,本申请实施例的传动机构不局限于上述实施例,还可以是其他结构,本申请对传动机构的结构不做具体限制。
本申请实施例公开的机械手通过将传动机构800设置为多个齿轮组820的结构,使得每个机械手指均设有齿轮组820,任意相邻的两个机械手指可以通过齿轮组820啮合,从而使得第一驱动机构300可以通过多个齿轮组820驱动多个机械手指分开或并拢。本申请实施例采用齿轮组820啮合的方式进行传动,可以具有占用空间较小、结构紧凑的特点。
在另一种实现多个机械手指绕第二转动轴线独立转动方式中,第一驱动机构300可以为多个,传动机构800可以包括多个齿轮组820,每个机械手指均可以设有齿轮组820,多个第一驱动机构300可以与多个齿轮组820一一对应,以使每个第一驱动机构300可以通过齿轮组820驱动相应的机械手指独立运动。
为了便于对机械手的控制,可选的,机械手还可以包括主板910,主板910可以设于壳体700内,多个机械手指均可以与主板910电连接,壳体700的背离机械手指的一侧可以设有电气接口920,主板910与电气接口920电连接。
本申请实施例公开的机械手通过设置主板910,使得多个机械手指均与主板910电连接,从而可以实现主板910对多个机械手指的控制,将主板910设置于壳体700内有利于对主板910进行防护,设置电气接口920便于机械手与电气接口920的外围设备结构及电气连接。
在上述实施例中,需要说明的是,参考图1,第一转动轴线可以与坐标系中的y轴平行,第二转动轴线可以与坐标系中的z轴平行。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本发明的保护之内。

Claims (11)

1.一种机械手指,其特征在于,包括骨架(100)、手指本体(200)、第一驱动机构(300)和第二驱动机构,其中:
所述手指本体(200)包括间隔设置的第一连接部(210)和第二连接部(220),所述手指本体(200)通过所述第一连接部(210)与所述骨架(100)在绕第一转动轴线方向转动连接,所述第一驱动机构(300)与所述骨架(100)连接,用于驱动所述骨架(100)带动所述手指本体(200)绕第二转动轴线方向转动,所述第一转动轴线和所述第二转动轴线相垂直,所述第二驱动机构包括伸缩驱动件(400),所述伸缩驱动件(400)的第一端与所述第二连接部(220)转动连接;
在所述第一驱动机构(300)驱动所述骨架(100)带动所述手指本体(200)绕所述第二转动轴线方向转动的情况下,所述第二连接部(220)带动所述伸缩驱动件(400)的第一端绕所述伸缩驱动件(400)的第二端转动,所述伸缩驱动件(400)可通过所述第二连接部(220)驱动所述手指本体(200)绕所述第一转动轴线转动,其中,所述伸缩驱动件(400)的第一端与所述伸缩驱动件(400)的第二端相背。
2.根据权利要求1所述的机械手指,其特征在于,所述机械手指还包括万向节(500),所述万向节(500)具有第三转动轴线和第四转动轴线,所述伸缩驱动件(400)的第一端通过所述万向节(500)与所述第二连接部(220)转动连接,以使所述伸缩驱动件(400)的第一端可绕所述第三转动轴线或所述第四转动轴线转动,其中,所述第三转动轴线与所述第一转动轴线平行,所述第四转动轴线与所述第二转动轴线平行。
3.根据权利要求1所述的机械手指,其特征在于,所述机械手指还包括万向球轴承(600),所述万向球轴承(600)包括固定部和转动球体,所述转动球体与所述固定部转动连接,所述伸缩驱动件(400)的第二端与所述转动球体连接。
4.根据权利要求1所述的机械手指,其特征在于,在所述第一驱动机构(300)驱动所述骨架(100)带动所述手指本体(200)绕所述第二转动轴线方向转动的情况下,所述伸缩驱动件(400)进行伸缩以补偿所述第二连接部(220)的运动,以使所述手指本体(200)在绕所述第一转动轴线的方向上保持相对静止。
5.根据权利要求1所述的机械手指,其特征在于,所述机械手指还包括力传感器,所述力传感器设于所述手指本体(200),用于检测所述手指本体(200)抓握物体的实际压力,所述伸缩驱动件(400)与所述力传感器连接,用于根据所述实际压力进行伸缩,以使所述实际压力保持在预设压力。
6.一种机械手,其特征在于,包括壳体(700)和权利要求1至5任一项所述的机械手指,所述第一驱动机构(300)设于所述壳体(700),所述伸缩驱动件(400)的第二端与所述壳体(700)转动连接。
7.根据权利要求6所述的机械手,其特征在于,所述机械手指为多个,所述机械手还包括传动机构(800),多个所述机械手指通过所述传动机构(800)连接,所述第一驱动机构(300)与所述传动机构(800)连接,用于通过所述传动机构(800)驱动多个所述机械手指绕各自的所述第二转动轴线转动,以使多个所述机械手指分开或并拢。
8.根据权利要求7所述的机械手,其特征在于,所述传动机构(800)包括连杆机构,所述连杆机构包括多个传动杆件(810),任意相邻的两个所述机械手指通过所述传动杆件(810)连接,且所述机械手指与所述传动杆件(810)转动连接,所述多个传动杆件(810)依次转动连接,所述第一驱动机构(300)与所述多个传动杆件(810)中的至少一者连接,用于驱动所述多个传动杆件(810)带动多个所述机械手指分开或并拢。
9.根据权利要求7所述的机械手,其特征在于,所述传动机构(800)包括多个齿轮组(820),每个所述机械手指均设有所述齿轮组(820),任意相邻的两个所述机械手指通过所述齿轮组(820)啮合,所述第一驱动机构(300)与所述齿轮组(820)连接,用于通过多个所述齿轮组(820)驱动多个所述机械手指分开或并拢。
10.根据权利要求7所述的机械手,其特征在于,所述第一驱动机构(300)为多个,所述传动机构(800)包括多个齿轮组(820),每个所述机械手指均设有所述齿轮组(820),多个所述第一驱动机构(300)与多个所述齿轮组(820)一一对应,以使每个所述第一驱动机构(300)通过所述齿轮组(820)驱动相应的所述机械手指独立运动。
11.根据权利要求7所述的机械手,其特征在于,所述机械手还包括主板(910),所述主板(910)设于所述壳体(700)内,多个所述机械手指均与所述主板(910)电连接,所述壳体(700)的背离所述机械手指的一侧设有电气接口(920),所述主板(910)与所述电气接口(920)电连接。
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