[實用新型]一種球關節連桿驅動多關節擬人機械手及機器人

有效

• 申請號: 201720157866.2
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN206475201U
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 劉慧泉
• 申請（專利權）人: 深圳諾歐博智能科技有限公司
• 主分類號: B25J15/02
• 分類號: B25J15/02;B25J15/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 張海英,林波

技術領域

本實用新型涉及機械傳動技術領域，尤其涉及一種球關節連桿驅動多關節擬人機械手及機器人。

背景技術

隨著商用情感機器人的普及，擬人機械手成為人機交互的表現形式之一。現有擬人機械手，主要的驅動方式是使用液壓或氣壓肌肉驅動、電機驅動，主要的連接方式為線驅動、四連桿機構、齒輪箱機構。無論哪一種驅動方式結合連接方式，都形成了較為復雜的連接方式，尤其是食指與拇指的連接，由于食指與拇指的運動基準存在空間角度偏差，食指與拇指的連接部分屬于復雜度最高的部分。

為了解決這個問題，現有方案，大多使用線連接指關節，通過滑輪組，將動力傳遞到指關節。這種驅動方式可以將動力傳遞到指關節，但是由于線是柔軟機構，所以使用線驅動的機械手無法完成傳力，即雖然手指可以擬人動作，但手指無法提供保持力度。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出一種球關節連桿驅動多關節擬人機械手及機器人，以解決現有技術中存在的采用線驅動不能保持手指力度的技術問題。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種球關節連桿驅動多關節擬人機械手，包括五根手指組件，所述手指組件包括拇指部、食指部、中指部、無名指部和小指部，每根所述手指組件均包括四連桿；

還包括驅動裝置，所述驅動裝置連接有齒輪，所述拇指部和所述食指部的四連桿均連接有驅動齒，所述拇指部的所述驅動齒與所述齒輪相嚙合，所述食指部上的所述驅動齒的側壁上及所述齒輪的側壁上均設有偏心凸起，兩個所述偏心凸起之間通過連桿連接，所述連桿上設有兩個球關節，所述球關節與所述偏心凸起連接。

進一步的，還包括掌心板，所述驅動裝置設于所述掌心板上，所述手指組件分別通過連接座與所述掌心板連接。驅動裝置可直接設置在掌心板上，無需再采用其他的輔助安裝接口，使用時更加的節省空間。

進一步的，所述驅動齒上的所述偏心凸起與所述驅動齒的軸心之間的水平距離L1及所述齒輪上的所述偏心凸起與所述齒輪軸心之間的水平距離L2為偏置距離，其中，L1＞L2。

進一步的，所述四連桿包括兩根手指桿和兩根連接桿，兩根所述手指桿和兩根所述連接桿依次轉動連接，所述驅動齒與所述手指桿的末端連接。五根手指組件均是通過四連桿的原理實現張開或閉合的動作，具體的可通過設置手指桿和連接桿長度或直徑的不同以區分應用到不同的位置。

進一步的，所述球關節位于所述連桿的兩端對稱設置。

進一步的，所述中指部、所述無名指部及所述小指部均連接有所述驅動齒，所述食指部、所述中指部、所述無名指部及所述小指部的所述驅動齒之間通過轉軸連接。將中指部、無名指部及小指部通過轉軸與食指部連接，即實現了與拇指部之間的聯動，一個驅動裝置可實現五根手指組件動作，且手指組件均具有動力保持能力。

進一步的，所述驅動裝置為驅動電機。

本實用新型還提供一種機器人，包括球關節連桿驅動多關節擬人機械手。

本實用新型提供的球關節連桿驅動多關節擬人機械手，拇指部與食指部之間通過連桿連接，實現兩者的聯動，具備動力傳動功能，其中，連桿在拇指部的齒輪上及在食指部的驅動齒上均偏心設置，且利用球關節分別與齒輪和驅動齒連接。使用時，驅動裝置帶動齒輪旋轉，進而通過連桿帶動驅動齒轉動，最終完成對手指組件的操控。

該球關節連桿驅動多關節擬人機械手，采用結構更加簡單的球關節，使用時球關節在空間中的多自由度實時變化，達到空間內有偏置的動力傳動。使用這種傳動方式，可以控制食指部和拇指部的聯合運動，并且傳遞動力源的動力，為機械手指的保持提供穩固的動力支撐，使手指可以完成如觸碰按鈕、抓取等動作。即可實現手指組件的擬人動作，也可實現力度的保持。

本實用新型提供的一種機器人，通過球關節連桿驅動多關節擬人機械手，可實現穩定的動力支撐，實現機器人機械手的操控動作。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的球關節連桿驅動多關節擬人機械手的結構示意圖；

圖2是本實用新型提供的球關節連桿驅動多關節擬人機械手的局部爆炸圖；

圖3是本實用新型提供的球關節連桿驅動多關節擬人機械手的傳動原理圖；

圖4是本實用新型提供的球關節連桿驅動多關節擬人機械手的傳動原理圖。

圖中：

1、拇指部；2、食指部；3、中指部；4、無名指部；5、小指部；6、驅動裝置；7、齒輪；8、驅動齒；9、連桿；10、球關節；11、掌心板。

具體實施方式