一種兩自由度仿人手腕裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于仿人機器人領(lǐng)域，特別涉及一種兩自由度仿人手腕機械裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機器人技術(shù)的不斷應用，仿人機械手已成為機器人領(lǐng)域的研宄熱點之一。近幾十年來，為了模擬人手的功能，國內(nèi)外許多研宄機構(gòu)在仿人機械手的設(shè)計，分析和控制等方面做出了卓有成效的研宄，仿人機械手的研宄也被認為是最有挑戰(zhàn)性的工作之一。另一方面，隨著人類社會物質(zhì)財富的增長，社會對殘疾人越來越關(guān)注，假肢手的研宄已經(jīng)得到了社會各界的高度重視。
[0003]仿人手腕是仿人機械手的一個重要組成部分。仿人手腕一方面使機械手具有更擬人化的外形結(jié)構(gòu)，另一方面可增強機械手的靈活度，增大機械手的操作空間。目前，一些仿人手腕已被研制出來，其外形尺寸大、質(zhì)量重、自由度少，主要用于工業(yè)機器人和仿人靈巧手上。市場上現(xiàn)有的假肢手都還沒有腕部結(jié)構(gòu)，大大降低了假肢手的性能，給截肢患者帶來諸多的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕的兩自由度仿人手腕裝置，能模擬人手腕內(nèi)外翻轉(zhuǎn)和內(nèi)外旋轉(zhuǎn)的動作，可作仿人機器人手腕使用，也可以安裝在假肢手上。
[0005]本發(fā)明的兩自由度仿人手腕機械裝置包括翻轉(zhuǎn)機構(gòu)及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)可以實現(xiàn)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)可以實現(xiàn)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動。所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括基座、第一動力單元、第一傳動單元和側(cè)翻平臺。所述基座用于固定所述第一動力單元，所述第一動力單元用于提供翻轉(zhuǎn)機構(gòu)進行翻轉(zhuǎn)運動所需的驅(qū)動力，所述第一傳動單元用于將所述第一動力單元產(chǎn)生的驅(qū)動力傳送至所述側(cè)翻平臺以實現(xiàn)所述裝置的內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動。所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括第二動力單元、第二傳動單元和轉(zhuǎn)動平臺。所述第二動力單元用于提供所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動所需的驅(qū)動力，所述第二傳動單元用于將所述第二動力單元產(chǎn)生的驅(qū)動力傳送至所述轉(zhuǎn)動平臺以實現(xiàn)所述裝置的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動。所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)通過所述第二傳動單元中的圓孔齒輪連接。
[0006]所述基座包括法蘭部和座部，所述法蘭部用于與仿人假肢手的臂部連接，所述座部用于固定所述第一動力單元。所述第一動力單元用于提供所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)進行翻轉(zhuǎn)運動所需的驅(qū)動力，包括電機固定架和第一電機。所述電機固定架通過螺絲或鉚釘?shù)确绞焦探佑谒龌?。所述電機固定架上固接有所述第一電機，所述第一電機為雙向電機，其輸出軸與第一傳動單元連接。所述第一傳動單元用于將所述第一動力單元產(chǎn)生的驅(qū)動力傳送至所述側(cè)翻平臺，從而實現(xiàn)所述裝置的內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動。所述第一傳動單元包括第一傳動齒輪、第一傳動軸、第一雙聯(lián)齒輪、第二傳動軸、第二雙聯(lián)齒輪、第一連接軸、D孔齒輪和第二連接軸。所述第一傳動齒輪套固于所述第一電機的輸出軸上。所述第一傳動軸上套設(shè)有所述第一雙聯(lián)齒輪。所述第二傳動軸上套設(shè)有所述第二雙聯(lián)齒輪。所述第一傳動齒輪與所述第一雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合，所述第一雙聯(lián)齒輪的小齒輪與所述第二雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合。所述電機固定架通過所述第一連接軸和所述第二連接軸與所述側(cè)翻平臺形成可樞轉(zhuǎn)的連接。其中，所述第二連接軸的一端套設(shè)在所述電機固定架上，另一端套固在所述側(cè)翻平臺上。所述第一連接軸的一端具有圓形截面，套設(shè)在所述電機固定架上；所述第一連接軸的另一端具有D形截面，套固在所述側(cè)翻平臺上；所述第一連接軸的中間也具有D形截面，套設(shè)有所述D孔齒輪。所述D孔齒輪與所述第二雙聯(lián)齒輪的小齒輪嚙合。
[0007]所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)可以實現(xiàn)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動，以模仿人手腕的內(nèi)外翻轉(zhuǎn)的動作。當所述第一電機轉(zhuǎn)動時，所述第一電機輸出軸帶動所述第一傳動齒輪轉(zhuǎn)動，所述第一傳動齒輪驅(qū)動所述第一雙聯(lián)齒輪轉(zhuǎn)動，所述第一雙聯(lián)齒輪帶動所述第二雙聯(lián)齒輪運動，所述第二雙聯(lián)齒輪帶動所述D孔齒輪轉(zhuǎn)動，由于所述D孔齒輪與所述側(cè)翻平臺固接，所述側(cè)翻平臺與所述D孔齒輪一起轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動。
[0008]所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)連接，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括第二動力單元、第二傳動單元和轉(zhuǎn)動平臺。所述第二動力單元用于提供所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動所需的驅(qū)動力，包括第二電機和手掌連接臺。所述第二傳動單元用于將所述第二動力單元產(chǎn)生的驅(qū)動力傳送至所述轉(zhuǎn)動平臺，從而實現(xiàn)所述裝置的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動，其包括軸承、圓孔齒輪、第三傳動軸、第三雙聯(lián)齒輪和第二傳動齒輪。所述手掌連接臺用于與仿人假肢手的掌部連接，其上固接有所述第二電機和第三傳動軸。所述第二電機為雙向電機，其輸出軸上套固有所述第二傳動齒輪。所述手掌連接臺固接于所述轉(zhuǎn)動平臺上，而所述轉(zhuǎn)動平臺通過所述圓孔齒輪與所述側(cè)翻平臺連接。所述圓孔齒輪具有齒輪部和軸部，所述齒輪部余所述轉(zhuǎn)動平臺固接，所述軸部上套設(shè)有所述軸承并穿過位于所述轉(zhuǎn)動平臺底部的孔與所述側(cè)翻平臺固接，其中所述軸承固接在轉(zhuǎn)動平臺上。所述第三傳動軸上套設(shè)有所述第三雙聯(lián)齒輪。其中，所述第二傳動齒輪與所述第三雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合；所述第三雙聯(lián)齒輪的小齒輪與所述圓孔齒輪嚙合。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)可以實現(xiàn)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動，以模仿人手腕的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)的動作。當所述第二電機運動時，所述第二電機的輸出軸帶動所述第二傳動齒輪轉(zhuǎn)動，所述第二傳動齒輪驅(qū)動所述第三雙聯(lián)齒輪轉(zhuǎn)動，由于所述第三雙聯(lián)齒輪與所述圓孔齒輪嚙合，而所述圓孔齒輪與所述側(cè)翻平臺固接，所述轉(zhuǎn)動平臺與所述手掌連接臺固接，因此所述第二電機將驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動平臺與所述手掌連接臺一起繞所述圓孔齒輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明一個較佳實施例的裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明一個較佳實施例的裝置結(jié)構(gòu)的分解示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明一個較佳實施例的裝置內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動的示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明一個較佳實施例的裝置內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面通過結(jié)合附圖的方式來說明本發(fā)明裝置的具體結(jié)構(gòu)和作用方式。本發(fā)明的兩自由度仿人手)?Μ機械裝置包括翻轉(zhuǎn)機構(gòu)及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
[0015]如圖1和2所示，在一個較佳的實施例中，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括:基座1、第一電機2、第一傳動齒輪3、電機固定架4、第一傳動軸5、第一雙聯(lián)齒輪6、第二傳動軸7、第二雙聯(lián)齒輪8、第一連接軸9、D孔齒輪10、第二連接軸11和側(cè)翻平臺12。所述基座I包括法蘭部和座部，所述法蘭部用于與仿人假肢手的臂部連接，所述座部用于固定所述電機固定架4