[發(fā)明專利]基于液壓的仿生機(jī)械手

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710414708.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN107097224A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石季平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 石季平
• 主分類號(hào): B25J9/14
• 分類號(hào): B25J9/14;B25J15/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)械裝置，尤其是一種基于液壓的仿生機(jī)械手。

背景技術(shù)

手臂是人體必不可少的部件，同時(shí)也是人類作為靈長(zhǎng)類高等生物的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)，為了代替人工作，機(jī)械手臂被研發(fā)出來(lái)進(jìn)而交付使用。但是，現(xiàn)在的機(jī)械手臂大多行為呆板，很難做出與人一樣的動(dòng)作。且目前的機(jī)械手臂大多數(shù)都是工業(yè)用途，僅僅可以重復(fù)固定的機(jī)械動(dòng)作，很難實(shí)現(xiàn)靈活的動(dòng)作，而且為了節(jié)省成本，設(shè)計(jì)很多了很多較落后的機(jī)械部件，形體復(fù)雜臃腫。

現(xiàn)有的仿生機(jī)械手多數(shù)為多指聯(lián)動(dòng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)單個(gè)手指的彎曲和伸直，不能精確的控制手指動(dòng)作，使仿生機(jī)械手的靈活性大大降低。而且現(xiàn)有的仿生機(jī)械手主要控制手指執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作，手腕和前臂等無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確控制，功能單一，只能執(zhí)行較簡(jiǎn)單的動(dòng)作，無(wú)法成為真正的仿生機(jī)械手。

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2016年08月03日公開了一份申請(qǐng)名稱為“仿生三指機(jī)械手”的發(fā)明專利（公布號(hào)為：CN 205415678 U），該發(fā)明專利的仿生三指機(jī)械手，包括指根、指中、指尖三個(gè)關(guān)節(jié)組成手指，手指設(shè)置有三根，指尖通過(guò)第一轉(zhuǎn)軸與指中鉸接，指中通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸與指根鉸接，手指驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使指中和指尖進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；還包括，用于安裝手指的圓柱形骨架，用于控制手指在水平方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的手掌控制裝置；安裝在指根與圓柱形骨架之間的手掌。該發(fā)明在一定程度上實(shí)現(xiàn)了低成本設(shè)計(jì)完成高精度的控制需求；但是由于其采用指尖控制由平行四邊形推桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)指中、指尖的固定比例搖擺，因此雖然傳遞效率高，但是在傳動(dòng)精確度以及復(fù)雜動(dòng)作的執(zhí)行上存在許多不足，誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)完整，動(dòng)能利用率高，復(fù)雜動(dòng)作執(zhí)行精確度高，能實(shí)現(xiàn)單指彎曲和伸直的基于液壓的真正能被稱之為仿生機(jī)械的仿生機(jī)械手。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于液壓的仿生機(jī)械手，包括：機(jī)械手，機(jī)械手腕，機(jī)械前臂，機(jī)械肘關(guān)節(jié)，支撐裝置，轉(zhuǎn)向架。

為了更好的模仿人類的動(dòng)作，所述的機(jī)械手為仿人手型裝置，由五根手指組成，每根手指又由手指頭、前指關(guān)節(jié)、中指關(guān)節(jié)、支撐骨架、轉(zhuǎn)輪、后指關(guān)節(jié)、副油缸桿、主油缸桿、連接桿和旋轉(zhuǎn)拉桿組成。其中，所述的副油缸桿為輔助調(diào)節(jié)裝置，可以進(jìn)行微調(diào)節(jié)或者對(duì)主油缸桿調(diào)節(jié)的誤差進(jìn)行修正。

所述的前指關(guān)節(jié)、中指關(guān)節(jié)和后指關(guān)節(jié)皆設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述的手指頭與前指關(guān)節(jié)連接，前指關(guān)節(jié)與中指關(guān)節(jié)連接，中指關(guān)節(jié)通過(guò)支撐骨架與后指關(guān)節(jié)連接；所述的支撐骨架內(nèi)置轉(zhuǎn)輪，通過(guò)內(nèi)置的轉(zhuǎn)輪后指關(guān)節(jié)和中指關(guān)節(jié)可進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而與前指關(guān)節(jié)和手指頭進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，執(zhí)行動(dòng)作。所述的主油缸桿一端與后指關(guān)節(jié)連接，另一端與所述的機(jī)械手腕連接；所述的連接桿一端與后指關(guān)節(jié)連接，另一端與所述的機(jī)械手腕連接；所述的旋轉(zhuǎn)拉桿一端與后指關(guān)節(jié)的手指內(nèi)側(cè)面連接，另一端與所述的機(jī)械手腕連接，旋轉(zhuǎn)拉桿具有伸縮功能，能帶動(dòng)手指橫向合并和垂直面的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)以上這些設(shè)置，每根手指都可單獨(dú)執(zhí)行彎曲和伸直動(dòng)作。

所述的機(jī)械前臂通過(guò)機(jī)械手腕與機(jī)械手連接，機(jī)械前臂由萬(wàn)向節(jié)、連接座、主副液壓缸、油缸臂桿和手臂骨架組成，萬(wàn)向節(jié)固定于所述的機(jī)械手腕上并與手臂骨架的一端連接，油缸臂桿與固定于所述的機(jī)械手腕上的連接座連接，主副液壓缸通過(guò)油缸臂桿和連接座與所述的副油缸桿和主油缸桿連接。前臂具有伸縮和旋轉(zhuǎn)的功能，控制手爪的抓取和握緊動(dòng)作。所述的手臂骨架內(nèi)有一根可伸縮的桿，實(shí)現(xiàn)機(jī)械前臂的伸縮，手臂骨架前端設(shè)有球連接座，與固定于機(jī)械手腕上的萬(wàn)向節(jié)連接，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的機(jī)械前臂通過(guò)機(jī)械肘關(guān)節(jié)與支撐裝置連接；所述的支撐裝置固定于所述的轉(zhuǎn)向架上部，所述的轉(zhuǎn)向架設(shè)置有控制裝置，控制裝置可對(duì)所述的機(jī)械手、機(jī)械手腕、機(jī)械前臂、機(jī)械肘關(guān)節(jié)和支撐裝置進(jìn)行控制。

優(yōu)選的，對(duì)支撐裝置進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，其由前支撐臂、后支撐臂、轉(zhuǎn)軸、支撐固定后支撐臂的支撐柱和支撐平臺(tái)組成。前支撐臂和后支撐臂通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，后支撐臂軸連接于支撐平臺(tái)上，所述的前支撐臂、后支撐臂和舵機(jī)架上分別固定設(shè)置有前臂舵機(jī)、后臂舵機(jī)和平臺(tái)舵機(jī)，所述的后臂舵機(jī)和平臺(tái)舵機(jī)被舵機(jī)架固定。后支撐臂可以在舵機(jī)驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，前支撐臂在后支撐臂轉(zhuǎn)動(dòng)或者靜止時(shí)在舵機(jī)作用皆可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；支撐柱對(duì)后支撐臂進(jìn)行加固，防止由于前支撐臂和后支撐臂同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)后支撐臂造成永久性機(jī)械性結(jié)構(gòu)傷害，進(jìn)而影響所述的仿生機(jī)械手的使用壽命。