一種基于鋼絲傳動的多自由度機械手的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機械手技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于鋼絲傳動的多自由度機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]目前機械手的驅(qū)動方式多使用伺服電機驅(qū)動、鋼絲驅(qū)動、液壓驅(qū)動等，少部分使用人造肌肉驅(qū)動；其中人造肌肉驅(qū)動，雖然驅(qū)動的方式先進，但是制造成本目前很高，液壓驅(qū)動需要強大的動力來對液壓油增壓驅(qū)動，將會增加設(shè)備的重量和對技術(shù)成熟度要求較高，所以成本也較高；那么在仿真機械手驅(qū)動上伺服電機驅(qū)動和鋼絲驅(qū)動較為常見，伺服電機驅(qū)動為在每個關(guān)節(jié)上安裝一個伺服電機，這將會導(dǎo)致機械手上的機構(gòu)很不美觀，伺服電機的尺寸外形將決定機械手的外形和功能；目前使用最多的、成本最低的是采用鋼絲驅(qū)動，將伺服電機集中安裝在手臂處，機械手機構(gòu)較為簡單，控制較為容易，但是鋼絲驅(qū)動中容易出現(xiàn)機械指定位不準、手指虛位擺動等情況。
[0003]本發(fā)明設(shè)計一種基于鋼絲傳動的多自由度機械手解決如上問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明公開一種基于鋼絲傳動的多自由度機械手，它是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0005]—種基于鋼絲傳動的多自由度機械手，其特征在于:它包括第二副指、第一副指、副指固定擺塊、獨立電源、主指、手指支撐板、機械手固定結(jié)構(gòu)、機械手固定套、手指力量調(diào)節(jié)旋鈕、副指擺動軸、主指固定擺塊、主指固定擺塊支撐，其中兩個副指擺動軸安裝在手指支撐板一側(cè)的兩端，第一副指和第二副指均通過副指固定擺塊分別安裝在兩個副指擺動軸上，主指固定擺塊支撐安裝在手指支撐板上，主指固定擺塊通過轉(zhuǎn)軸安裝在主指固定擺塊支撐上，獨立電源安裝在手指支撐板上，副指與獨立電源位于手指支撐板兩側(cè)，機械手固定結(jié)構(gòu)安裝在手指支撐板上且與獨立電源緊貼，機械手固定套一端安裝在機械手固定結(jié)構(gòu)上；手指力量調(diào)節(jié)旋鈕安裝在獨立電源上。
[0006]機械指通過電源帶動電機控制，手指力量調(diào)節(jié)旋鈕控制電源電流大小，進而控制電機的扭矩。
[0007]上述第一副指和第二副指具有相同的結(jié)構(gòu)，對于任意一個副指，它包括固定環(huán)、glj指第一支架、副指第二支架、第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、機械指受力結(jié)構(gòu)、副指第三支架、第二鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、副指第四支架、機械指驅(qū)動皮帶輪、彎曲電機驅(qū)動皮帶輪、副指第一支架圓柱銷、第一鋼絲驅(qū)動輪、第二鋼絲驅(qū)動輪、鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支架、副指第三支架圓柱銷、副指第四支架圓柱銷、副指第四支架彎曲鋼絲、副指第三支架彎曲鋼絲、手指彎曲電機、彎曲電機固定結(jié)構(gòu)，其中副指第一支架安裝在副指固定擺塊上，副指第二支架通過固定在副指第一支架上的副指第一支架圓柱銷安裝在副指第一支架上，副指第三支架通過固定在副指第三支架上的副指第三支架圓柱銷安裝在副指第二支架上，副指第四支架通過固定在副指第四支架上的副指第四支架圓柱銷安裝在副指第三支架上，第一鋼絲驅(qū)動輪和第二鋼絲驅(qū)動輪并排安裝在副指第一支架圓柱銷上，第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)通過鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支架安裝在副指第二支架上且靠近副指第三支架處，第二鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)通過鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支架安裝在副指第三支架上且靠近副指第四支架處；兩個機械指受力結(jié)構(gòu)分別安裝在副指第三支架和副指第四支架上，且安裝在副指第三支架上的機械指受力結(jié)構(gòu)安裝位置靠近副指第二支架，安裝在副指第四支架上的機械指受力結(jié)構(gòu)安裝位置靠近副指第三支架；固定環(huán)安裝在副指第二支架側(cè)面，且軸線與副指第一支架圓柱銷軸線重合，機械指驅(qū)動皮帶輪安裝在固定環(huán)上，手指彎曲電機通過彎曲電機固定結(jié)構(gòu)安裝在副指第一支架上，彎曲電機驅(qū)動皮帶輪安裝在手指彎曲電機轉(zhuǎn)軸上，彎曲電機驅(qū)動皮帶輪通過皮帶與機械指驅(qū)動皮帶輪連接；副指第三支架彎曲鋼絲一端連接安裝在副指第三支架上的機械指受力結(jié)構(gòu)上端，穿過第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)上端，從下側(cè)纏繞在第二鋼絲驅(qū)動輪上并從第二鋼絲驅(qū)動輪上側(cè)伸出，經(jīng)過與之前的鋼絲交叉后穿過第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端，最后連接在安裝在副指第三支架上的機械指受力結(jié)構(gòu)下端；副指第四支架彎曲鋼絲一端連接安裝在副指第四支架上的機械指受力結(jié)構(gòu)上端，經(jīng)過第二鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)上端、第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)上端，從下側(cè)纏繞在第一鋼絲驅(qū)動輪上，并從第一鋼絲驅(qū)動輪上側(cè)伸出，經(jīng)過與之前的鋼絲交叉，穿過第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下側(cè)，第二鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下側(cè)，最后連接到安裝在副指第四支架上的機械指受力結(jié)構(gòu)下端。
[0008]本發(fā)明中通過彎曲電機帶動彎曲電機驅(qū)動皮帶輪，進而帶動機械指皮帶輪擺動，帶動副指第二支架圍繞副指第一支架圓柱銷擺動一定的角度，纏繞在第二鋼絲驅(qū)動輪上的鋼絲相對于其他支架會有一定的位移，通過交叉布絲，經(jīng)過第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，會對副指第三支架上的機械指受力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉力，使副指第三支架相對于副指第二支架彎曲的運動；同樣纏繞在第一鋼絲驅(qū)動輪上的鋼絲相對于副指的其他支架會有相對移動，鋼絲繩通過交叉布絲，經(jīng)過第一鋼絲調(diào)節(jié)機構(gòu)和第二鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，對副指第四支架上的機械指固定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉力，使副指第四支架相對于副指第三支架彎曲。進而模仿人手。
[0009]上述主指包括主指第三支架、主指第二支架、主指第一支架、主指第一支架圓柱銷、彎曲電機固定結(jié)構(gòu)、第三鋼絲驅(qū)動輪、主指固定擺塊、主指第三支架圓柱銷、固定環(huán)、機械指驅(qū)動皮帶輪、彎曲電機驅(qū)動皮帶輪、手指彎曲電機、機械指受力結(jié)構(gòu)、第二鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支架，其中主指第一支架安裝在主指固定擺塊上，主指第二支架通過固定在主指第一支架上的主指第一支架圓柱銷安裝在主指第一支架上，主指第三支架通過固定在主指第三支架上的主指第三支架圓柱銷安裝在主指第二支架上，第三鋼絲驅(qū)動輪安裝在主指第一支架圓柱銷上；第二鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)通過鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支架安裝在主指第二支架上且靠近主指第三支架，機械指受力結(jié)構(gòu)安裝在主指第三支架上且靠近主指第二支架；固定環(huán)安裝在主指第二支架側(cè)面，且軸線與主指第一支架圓柱銷軸線重合，機械指驅(qū)動皮帶輪安裝在固定環(huán)上，手指彎曲電機通過彎曲電機固定結(jié)構(gòu)安裝在主指第一支架上，彎曲電機驅(qū)動皮帶輪安裝在手指彎曲電機轉(zhuǎn)軸上，彎曲電機驅(qū)動皮帶輪通過皮帶與機械指驅(qū)動皮帶輪連接。
[0010]主指第一支架、主指第二支架和主指第三支架的布絲方式同副指第一支架、副指第二支架、副指第三支架的副指第三支架彎曲鋼絲的布絲方式相似。
[0011]上述第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐、彈簧卡片、鋼絲導(dǎo)環(huán)、彈簧、鋼絲導(dǎo)環(huán)支撐、內(nèi)套結(jié)構(gòu)、外套結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐套孔、外套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊滑槽、內(nèi)套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊、外套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊、外套結(jié)構(gòu)套孔、內(nèi)套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊滑槽、導(dǎo)塊限位環(huán)，其中調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐安裝在鋼絲調(diào)節(jié)機構(gòu)支架上，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐上開有調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐套孔，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐套孔側(cè)面開有外套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊滑槽；外套結(jié)構(gòu)為空心圓柱體，外套結(jié)構(gòu)上開有外套結(jié)構(gòu)套孔，外套結(jié)構(gòu)套孔側(cè)面開有內(nèi)套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊滑槽，外套結(jié)構(gòu)外側(cè)一端安裝有外套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊，內(nèi)套結(jié)構(gòu)外側(cè)一端安裝有內(nèi)套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊；內(nèi)套結(jié)構(gòu)外側(cè)面、內(nèi)套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊分別與外套結(jié)構(gòu)套孔、內(nèi)套機構(gòu)導(dǎo)塊滑槽配合；外套結(jié)構(gòu)外側(cè)面、外套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊分別與調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐套孔、外套結(jié)構(gòu)導(dǎo)塊滑槽配合；調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐套孔外安裝有導(dǎo)塊限位環(huán)，外套結(jié)構(gòu)套孔外側(cè)也安裝有導(dǎo)塊限位環(huán)；內(nèi)套結(jié)構(gòu)向調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐上側(cè)滑出，外套結(jié)構(gòu)向調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐下側(cè)滑出；兩個彈簧卡片分別安裝在內(nèi)套結(jié)構(gòu)的一端和外套結(jié)構(gòu)的一端，且兩個彈簧卡片位于調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐兩側(cè)，在兩個彈簧卡片和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐之間安裝有兩個彈簧，且兩彈簧分別外套在內(nèi)套結(jié)構(gòu)和外套結(jié)構(gòu)上；兩個鋼絲導(dǎo)環(huán)分別安裝在兩個彈簧卡片上；鋼絲導(dǎo)環(huán)支撐穿過并安裝在調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐上，且與調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)支撐套孔并列，兩個鋼絲導(dǎo)環(huán)分別安裝在鋼絲導(dǎo)環(huán)支撐兩端。
[0012]本發(fā)明中增加了第一鋼絲調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，而在第一鋼絲調(diào)