[实用新型]机械手和机器人

说明书

本实用新型提供了一种机械手和机器人，涉及机器人技术领域，为解决机械手的手指传动结构复杂的问题而设计。机械手包括手掌板、拇指模块和四个相同的模块化手指，拇指模块和模块化手指均安装于手掌板，每个模块化手指均包括近指节、中指节和远指节，近指节枢接于手掌板，中指节枢接于近指节，远指节枢接于中指节，近指节、中指节、远指节配置为按固定的传动比完成弯曲运动；每个模块化手指分别与安装于手掌板的手指驱动装置传动连接，手指驱动装置包括自锁啮合的第一蜗轮蜗杆减速机构。本实用新型提供的机械手功耗少、结构简单、利于商品化。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种机械手和机器人。

背景技术

在现有技术中，抓握功能是机械手的一项重要功能。为了适应各种不同形状的物体，现有技术中往往将采用类似于人手的机械手实现抓握，因此，会在一根手指的多个关节处设置多个驱动装置以驱动每一根指节。采用这样的方式，不但会导致机械手的结构更复杂，成本更高，而且还会导致机械手的手指部分更加庞大，增加转动惯量，也不利于机械手的小型化。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种机械手，以解决现有机械手的手指传动结构复杂的技术问题。

本实用新型提供的机械手，包括手掌板、拇指模块和四个相同的模块化手指，所述拇指模块和所述模块化手指均安装于所述手掌板，每个所述模块化手指均包括近指节、中指节和远指节，所述近指节枢接于所述手掌板，所述中指节枢接于所述近指节，所述远指节枢接于所述中指节，所述近指节、所述中指节、所述远指节配置为按固定的传动比完成弯曲运动；每个所述模块化手指分别与安装于所述手掌板的手指驱动装置传动连接，所述手指驱动装置包括自锁啮合的第一蜗轮蜗杆减速机构。

本实用新型机械手带来的有益效果是：

虽然生活实践中，人手的拇指之外的四个手指大小长度不一，但是，通过将机械手中的四指选择为相同的模块化手指，可以提高产品的零件通用性，降低生产成本。由于近指节、中指节、远指节三个指节按照固定的传动比完成弯曲运动，虽然无法保证对目标物体的完全包络，但通过个手指的协调运动仍然可以实现基本的抓握模式。而且由于各个指节的运动学关系准确已知，也无需对每个指节都设置传感器以监控其运动状态，具有功耗少、结构简单、利于商品化的优点。而且，在手指驱动装置中设置第一蜗轮蜗杆减速机构，具有传动比大、机械自锁的特点，在握住目标物体后，电机可以关闭不再产生扭矩，保证模块化手指可以可靠地抓握目标物，降低机械手的功耗。

优选的技术方案中，所述手指驱动装置还包括第一位置传感器，所述第一位置传感器与所述第一蜗轮蜗杆减速机构中的第一蜗轮连接，所述第一蜗轮与所述近指节传动连接。

通过将第一位置传感器设置在与近指节传动连接的第一蜗轮处，所设置的位置与近指节更加接近，传动间隙所造成的误差更小，有利于更加精确的检测到各个指节的位置，提高检测的精度，进而提高控制的精度。

优选的技术方案中，所述模块化手指通过手指基座安装于所述手掌板，所述手指驱动装置还包括第一力传感器，所述第一力传感器安装于所述手指基座。

通过在手指基座上设置力传感器，具有综合精度高、稳定性好、寿命长的优点，力传感器输出信号直接反应手指与目标物体的接触反作用力大小，为相关力算法的实现提供准确的信息。

优选的技术方案中，所述拇指模块的刚度大于所述模块化手指。

在抓握物体时，拇指要四指对平衡目标物体的所施加的大部分作用力，如此设置，可以提高拇指的刚度，以防拇指的寿命明显小于四个模块化手指的寿命，而造成机械手的整体寿命下降。