專利名稱：仿人機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表演機(jī)器人的手部部件，特別是指針對(duì)樂器演奏領(lǐng)域中對(duì)鋼琴進(jìn)行彈 奏的機(jī)械手。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，科教和控制研究領(lǐng)域?qū)Ρ硌菪蜋C(jī)器人有著一定的需 求，表演型機(jī)器人能夠讓人們對(duì)仿人機(jī)器人有直觀深刻的了解，增進(jìn)青少年對(duì)這一領(lǐng)域的 興趣，仿人機(jī)械手是該類表演型機(jī)器人關(guān)鍵部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種仿人機(jī)械手，能模仿人手的功能進(jìn)行簡(jiǎn)單操作，完成手指彎曲運(yùn) 動(dòng)，并通過手指的合作與協(xié)調(diào)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)一定運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)單的抓取運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是具有兩個(gè)擺動(dòng)副的食指、中指、無名指、小拇指，具有三 個(gè)擺動(dòng)副的大拇指分別與手掌殼體固定連接，其中食指、中指、無名指、小拇指結(jié)構(gòu)相同，各 關(guān)節(jié)的擺動(dòng)副包括一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明一種實(shí)施方式是，食指結(jié)構(gòu)是第一電動(dòng)機(jī)與第一減速器固定連接，第一減 速器與中指節(jié)固定連接，第一減速器的輸出軸與指頭固定連接；第二電動(dòng)機(jī)與第二減速器 固定連接，第二減速器與基指節(jié)固定連接，第二減速器的輸出軸與中指節(jié)固定連接。本發(fā)明一種實(shí)施方式是，大拇指結(jié)構(gòu)是第一電動(dòng)機(jī)第一減速器固定連接，第一減 速器與中指節(jié)固定連接，第一減速器的輸出軸與指頭固定連接；第二電動(dòng)機(jī)與第二減速器 固定連接，第二減速器與下指節(jié)固定連接，第二減速器的輸出軸與中指節(jié)固定連接；第三電 動(dòng)機(jī)安裝在第三減速器上，第三減速器與拇指基指節(jié)固定連接，第三減速器的輸出軸與下 指節(jié)固定連接。本發(fā)明一種實(shí)施方式是，減速器結(jié)構(gòu)是電動(dòng)機(jī)與中固定板固定連接，軸三兩端 分別與中固定板和下固定板固定連接，軸二兩端分別與上固定板、下固定板固定連接，軸一 兩端分別與上固定板、中固定板固定連接，輸出軸通過軸承與上固定板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，齒輪一與 電動(dòng)機(jī)的輸出軸固定連接，齒輪二空套在軸三上，齒輪三空套在軸二上，齒輪五空套在軸一 上，齒輪四空套在輸出軸上，齒輪六與輸出軸固定連接，齒輪一與齒輪二嚙合，齒輪二與齒 輪三嚙合，齒輪三與齒輪四嚙合，齒輪四與齒輪五嚙合，齒輪五與齒輪六嚙合，電動(dòng)機(jī)為伺 服電機(jī)。本發(fā)明一種實(shí)施方式是手掌殼體下底與法蘭盤固定連接。本發(fā)明食指具有兩個(gè)關(guān)節(jié)，上關(guān)節(jié)和下關(guān)節(jié)，上關(guān)節(jié)有1個(gè)自由度電動(dòng)機(jī)通過 齒輪副傳動(dòng)帶動(dòng)指頭繞齒輪減速器輸出軸軸線回轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)范圍-15° +105°，下關(guān)節(jié) 有1個(gè)自由度電動(dòng)機(jī)通過齒輪副傳動(dòng)帶動(dòng)中指節(jié)繞齒輪減速器輸出軸軸線回轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)范 圍-90° +90° ；大拇指具有三個(gè)關(guān)節(jié)，上關(guān)節(jié)，中關(guān)節(jié)和下關(guān)節(jié)，上關(guān)節(jié)有1個(gè)自由度電 動(dòng)機(jī)通過齒輪副傳動(dòng)帶動(dòng)指頭繞齒輪減速器輸出軸軸線回轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)范圍-15° +105°，中關(guān)節(jié)有1個(gè)自由度電動(dòng)機(jī)通過齒輪副傳動(dòng)帶動(dòng)中指節(jié)繞齒輪減速器輸出軸軸線回轉(zhuǎn)， 運(yùn)動(dòng)范圍-90° +90°，下關(guān)節(jié)有1個(gè)自由度電動(dòng)機(jī)通過齒輪副傳動(dòng)帶動(dòng)下指節(jié)繞齒輪 減速器輸出軸軸線回轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)范圍0° +90°。大拇指、食指、中指、無名指、小拇指通過螺 絲安裝固定于手掌殼體上。本發(fā)明可通過法蘭盤安裝于機(jī)器手臂上，其各手指關(guān)節(jié)在計(jì)算機(jī)控制下可協(xié)調(diào)動(dòng) 作，相互配合。手指采用仿人結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)基本功能的前提下為降低機(jī)構(gòu)復(fù)雜度減輕重量， 各手指減少一個(gè)關(guān)節(jié)，長(zhǎng)度與人手相仿。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，簡(jiǎn)捷緊湊、體積小、重量輕，各關(guān)節(jié)連接可靠，拆卸方 便，手指預(yù)留空間可安裝傳感器，傳動(dòng)關(guān)系簡(jiǎn)單明了 ；除大拇指具有3自由度外其余手指具 有2自由度的特點(diǎn)，手指運(yùn)動(dòng)范圍大、靈活；安全性強(qiáng)、可達(dá)性強(qiáng)、個(gè)手指協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)靈活，應(yīng) 用范圍廣；作業(yè)能耗低，采用直流24V供電；抓取力大。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明食指的轉(zhuǎn)角示意圖；圖3是本發(fā)明大拇指的轉(zhuǎn)角示意圖；圖4是本發(fā)明食指的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明大拇指的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明減速器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具有兩個(gè)擺動(dòng)副的食指2、中指3、無名指4、小拇指5，具有3個(gè)擺動(dòng)副的大拇指1 分別與手掌殼體6固定連接，其中食指、中指、無名指、小拇指結(jié)構(gòu)相同，各關(guān)節(jié)的擺動(dòng)副包 括一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明一種實(shí)施方式是，食指結(jié)構(gòu)是第一電動(dòng)機(jī)203與第一減速器202固定連 接，第一減速器202與中指節(jié)204固定連接，第一減速器202的輸出軸與指頭201固定連接； 第二電動(dòng)機(jī)206與第二減速器205固定連接，第二減速器205與基指節(jié)207固定連接，第二 減速器205的輸出軸與中指節(jié)固定連接。本發(fā)明一種實(shí)施方式是，大拇指結(jié)構(gòu)是第一電動(dòng)機(jī)103第一減速器102固定連 接，第一減速器102與中指節(jié)104固定連接，第一減速器102的輸出軸與指頭101固定連接； 第二電動(dòng)機(jī)106與第二減速器105固定連接，第二減速器105與下指節(jié)107固定連接，第二 減速器105的輸出軸與中指節(jié)104固定連接；第三電動(dòng)機(jī)109安裝在第三減速器108上，第 三減速器108與拇指基指節(jié)110固定連接，第三減速器108的輸出軸與下指節(jié)固定連接。本發(fā)明一種實(shí)施方式是，減速器結(jié)構(gòu)是電動(dòng)機(jī)809與中固定板813固定連接，軸 三811兩端分別與中固定板813和下固定板814固定連接，軸二 808兩端分別與上固定板 812、下固定板814固定連接，軸一 804兩端分別與上固定板812、中固定板813固定連接，輸 出軸801通過軸承807與上固定板812轉(zhuǎn)動(dòng)連接，齒輪一 810與電動(dòng)機(jī)809的輸出軸固定 連接，齒輪二 815空套在軸三811上，齒輪三806空套在軸二 808上，齒輪五803空套在軸 一 804上，齒輪四805空套在輸出軸801上，齒輪六802與輸出軸801固定連接，齒輪一與齒輪二嚙合，齒輪二與齒輪三嚙合，齒輪三與齒輪四嚙合，齒輪四與齒輪五嚙合，齒輪五與 齒輪六嚙合，電動(dòng)機(jī)為伺服電機(jī)。 本發(fā)明一種實(shí)施方式是手掌殼體下底與法蘭盤 固定連接。
權(quán)利要求
1.一種仿人機(jī)械手，其特征在于具有兩個(gè)擺動(dòng)副的食指、中指、無名指、小拇指，具有 三個(gè)擺動(dòng)副的大拇指分別與手掌殼體固定連接，其中食指、中指、無名指、小拇指結(jié)構(gòu)相同， 各關(guān)節(jié)的擺動(dòng)副包括一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿人機(jī)械手，其特征在于食指結(jié)構(gòu)是第一電動(dòng)機(jī)與第一減 速器固定連接，第一減速器與中指節(jié)固定連接，第一減速器的輸出軸與指頭固定連接；第二 電動(dòng)機(jī)與第二減速器固定連接，第二減速器與基指節(jié)固定連接，第二減速器的輸出軸與中 指節(jié)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿人機(jī)械手，其特征在于大拇指結(jié)構(gòu)是第一電動(dòng)機(jī)第一減 速器固定連接，第一減速器與中指節(jié)固定連接，第一減速器的輸出軸與指頭固定連接；第二 電動(dòng)機(jī)與第二減速器固定連接，第二減速器與下指節(jié)固定連接，第二減速器的輸出軸與中 指節(jié)固定連接；第三電動(dòng)機(jī)安裝在第三減速器上，第三減速器與拇指基指節(jié)固定連接，第三 減速器的輸出軸與下指節(jié)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的仿人機(jī)械手，其特征在于減速器結(jié)構(gòu)是電動(dòng)機(jī)與中固 定板固定連接，軸三兩端分別與中固定板和下固定板固定連接，軸二兩端分別與上固定板、 下固定板固定連接，軸一兩端分別與上固定板、中固定板固定連接，輸出軸通過軸承與上固 定板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，齒輪一與電動(dòng)機(jī)的輸出軸固定連接，齒輪二空套在軸三上，齒輪三空套在軸 二上，齒輪五空套在軸一上，齒輪四空套在輸出軸上，齒輪六與輸出軸固定連接，齒輪一與 齒輪二嚙合，齒輪二與齒輪三嚙合，齒輪三與齒輪四嚙合，齒輪四與齒輪五嚙合，齒輪五與 齒輪六嚙合，電動(dòng)機(jī)為伺服電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的仿人機(jī)械手，其特征在于手掌殼體下底與法蘭盤 固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種仿人機(jī)械手，屬于表演機(jī)器人的手部部件。具有兩個(gè)擺動(dòng)副的食指、中指、無名指、小拇指，具有三個(gè)擺動(dòng)副的大拇指分別與手掌殼體固定連接，其中食指、中指、無名指、小拇指結(jié)構(gòu)相同，各關(guān)節(jié)的擺動(dòng)副包括一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，簡(jiǎn)捷緊湊、體積小、重量輕，各關(guān)節(jié)連接可靠，拆卸方便，手指預(yù)留空間可安裝傳感器，傳動(dòng)關(guān)系簡(jiǎn)單明了；手指運(yùn)動(dòng)范圍大、靈活；安全性強(qiáng)、可達(dá)性強(qiáng)、個(gè)手指協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)靈活，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)B25J15/08GK102085666SQ20101062061
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者姚禹, 姜大偉, 龐在祥, 張邦成, 朱立峰, 李學(xué)光, 柳虹亮, 王占禮, 田園, 蔡赟, 謝涵, 費(fèi)樹名, 趙云, 陳立巖, 高智 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)