[發(fā)明專利]水下牽引滑輪式擬人機(jī)械手

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210333407.7
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN102806563A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文珍;邵明朝;吳新麗;蔣金武;張雷;朱梁;余嶺;顏傳武;竺志超;陳文華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: B25J15/08
• 分類號: B25J15/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)，具體地說是指一種水下牽引滑輪式擬人機(jī)械手。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，原有的機(jī)器人末端操作器已經(jīng)不能滿足當(dāng)今生產(chǎn)需求。為了克服普通末端操作器夾持方式單一、活動空間小、缺少靈活性、難以精確控制等缺點(diǎn)，靈巧型機(jī)械手應(yīng)運(yùn)而生。靈巧型機(jī)械手有多個(gè)自由度，可以抓取多種形狀、不同材質(zhì)的物體，還可以對所抓持的物體進(jìn)行精細(xì)操作。用其代替專用的夾持器，安裝到機(jī)器人操作器末端，不僅能擴(kuò)大機(jī)器人的作業(yè)范圍，還能提高機(jī)器人的作業(yè)質(zhì)量。

十九世紀(jì)六十年代初，南斯拉夫Tomovic和Boni開發(fā)了第一只機(jī)械手，它有五個(gè)手指和五個(gè)自由度。七十年代發(fā)明了多種通用夾持器，如日本Hanafusa開發(fā)了一個(gè)三指手機(jī)構(gòu)，每個(gè)手指有一個(gè)自由度；美國Crossley研制了三指八自由度機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)手指有二個(gè)自由度，另兩個(gè)手指分別有三個(gè)自由度。八十年代，Salisbury,?Jacobsen等人提出摸擬人手來設(shè)計(jì)通用夾持器的研究思想，研制了多指、多關(guān)節(jié)、多自由度的JPL靈巧手機(jī)構(gòu)；日本學(xué)者T.Okada研制了三指十一個(gè)自由度靈巧手；美國Utah大學(xué)研制了MIT手。九十年代末二十一世紀(jì)初，靈巧手的研發(fā)進(jìn)入了一個(gè)新階段，關(guān)節(jié)數(shù)、手指數(shù)逐漸向人手靠近，其中比較有代表性的有：1999年研制成功的NASA靈巧手，由四個(gè)手指和一個(gè)位置相對的拇指組成，共有十四個(gè)自由度，由十四個(gè)直流無刷電機(jī)驅(qū)動，其于人手外形尺寸很相似，具有很好的靈活性；2003年日本歧阜大學(xué)Haruhisa,?Kawasaki等人研發(fā)了Gifu?Ⅲ靈巧手。Gifu?Ⅲ手是擬人電動靈巧手，尺寸略大于人手，外形更接近人手，共有五個(gè)手指十六個(gè)自由度，具有較高的靈巧性和精確控制性。北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所研制的BH-3手有三個(gè)手指，每個(gè)手指有三個(gè)關(guān)節(jié)，共9個(gè)自由度。2008年哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制了HIT/DLRⅡ多指靈巧手，每個(gè)手指有3自由度，共有15個(gè)自由度。2012年浙江理工大學(xué)研制了有二十個(gè)主動自由度，拇指的朝向和安裝位置可調(diào)整的全驅(qū)動式靈巧機(jī)械手。

上述靈巧機(jī)械手大多采用內(nèi)置式電機(jī)驅(qū)動手指關(guān)節(jié)，存在手指體積大、質(zhì)量重、防水和防漏電性能低等不足，不利于靈巧機(jī)械手的水下作業(yè)。

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發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種水下牽引滑輪式擬人機(jī)械。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括手掌體、拇指體、食指體、中指體、無名指體、小指體和手腕節(jié)；手掌體包括“凸”字形殼和三個(gè)相同的U形支架，“凸”字形殼長邊側(cè)面分別與三個(gè)U形支架固定連接；結(jié)構(gòu)相同且平行間隔均布的食指體、中指體和無名指體分別與各自U形支架連接，拇指體與靠近食指體一側(cè)的“凸”字形殼凹槽端面連接，小指體與靠近無名指體一側(cè)的“凸”字形殼凹槽側(cè)面連接，手腕節(jié)與“凸”字形殼短邊側(cè)面連接。

所述的食指體、中指體和無名指體均由一個(gè)指體單元組成，小指體由一個(gè)指體單元與一個(gè)指體連接單元連接組成，拇指體由一個(gè)拇指指體單元與一個(gè)指體連接單元連接組成；食指體、中指體、無名指體和小指體的指體單元結(jié)構(gòu)相同；拇指體和小指體的指體連接單元結(jié)構(gòu)相同；

A）指體單元：包括指尖U形殼、活動滑輪、相同的三個(gè)固定滑輪、指尖體軸、上指體軸、中指體軸、下指十字叉以及兩塊相同的上指板和兩塊相同的中指板；兩塊上指板的一端通過指尖體軸轉(zhuǎn)動連接在指尖U形殼開口端內(nèi)側(cè)，指尖體軸的兩端與指尖U形殼固定連接，在兩塊上指板之間的指尖體軸中心的一側(cè)上套有第一固定滑輪；兩塊中指板的一端通過上指體軸轉(zhuǎn)動連接在兩塊上指板另一端的外側(cè)，上指體軸的兩端與兩塊上指板固定連接，在兩塊中指板之間的上指體軸上對稱套有第二固定滑輪和活動滑輪，活動滑輪與指尖體軸上的第一固定滑輪對應(yīng)并在同一側(cè)；兩塊中指板的另一端通過中指體軸分別轉(zhuǎn)動連接在下指十字叉一端的外側(cè)，中指體軸的兩端與兩塊中指板固定連接，在中指體軸中心套有第三固定滑輪；

B）指體連接單元：包括兩塊相同的指體連接板、第一U形支架，第二U形支架、兩個(gè)相同的連接體固定滑輪、第一連接體軸和第二連接體軸；第一U形支架中間端的側(cè)面固定連接在一塊指體連接板上，第一U形支架的開口端通過第二連接體軸與第二U形支架開口端轉(zhuǎn)動連接，第二連接體軸的兩端與第一U形支架固定連接，在第二連接體軸的中心套有連接體固定滑輪，第一連接體軸的兩端分別支撐在兩塊指體連接板之間，第一連接體軸中心固定套有連接體固定滑輪；