本发明涉及机器人,特别涉及一种仿生机械手指及具有其的仿生机械手。
背景技术:
1、近年来,机器人技术不论在工业还是在民用领域的应用都有飞速的发展。机械手是机器人工作的最终执行机构,其性能直接决定了机器人的工作能力。与人类相似,具有高度通用性与灵巧性的机械手的开发十分必要。
2、现有的机器人手指结构复杂,加工难度大,且自由度受限较大,仅能完成极少量的简单动作,用户体验感较差。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提出了一种仿生机械手指及具有其的仿生机械手,具体方案如下:
2、第一部分,本发明提出了一种仿生机械手指,包括基座、第一驱动部、第二驱动部、第一连接组件、第二连接组件、可沿第一方向弯折的第一连杆组件、可沿第一方向弯折的第二连杆组件及指尖组件;
3、所述第一驱动部及所述第二驱动部均设置在所述基座上;
4、所述第一驱动部的活动部、所述第一连接组件、所述第一连杆组件三者依次沿第一方向和第二方向可转动连接;
5、所述第二驱动部的活动部、所述第二连接组件、所述第二连杆组件三者依次沿第一方向和第二方向可转动连接;
6、所述第一连杆组件沿第一方向和第二方向可转动连接所述基座;
7、所述第一连杆组件及所述第二连杆组件两者可转动连接所述指尖组件,以通过所述第一驱动部和/或所述第二驱动部的驱动,带动所述指尖组件沿第一方向和/或第二方向移动。
8、在一个具体实施例中,所述第一驱动部和/或所述第二驱动部包括:丝杆电机;所述丝杆电机设置在所述基座上;
9、所述丝杆电机的输出端设置有外螺纹,所述活动部设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹;所述丝杆电机的输出端与所述活动部螺纹连接,以通过所述丝杆电机的驱动,实现所述活动部沿所述输出端的长度方向上下活动;
10、各所述活动部上靠近所述基座的一侧设置有滑动件;所述基座上对应各所述活动部的一侧设置有与所述滑动件匹配的滑动槽;所述活动部被驱动时,所述滑动件沿所述滑动槽滑动。
11、在一个具体实施例中,所述第一驱动部的数量为两个,所述第一连接组件的数量为两个;一所述第一驱动部连接一所述第一连接组件,另一所述第一驱动部连接另一所述第一连接组件。
12、在一个具体实施例中,所述第一连接组件和/或所述第二连接组件的两端均设置有球关节轴承;
13、所述第一连接组件上一侧的所述球关节轴承转动连接所述第一驱动部的活动部;所述第一连接组件上另一侧的所述球关节轴转动连接所述第一连杆组件;
14、所述第二连接组件上一侧的所述球关节轴承转动连接所述第二驱动部的活动部;所述第二连接组件上另一侧的所述球关节轴转动连接所述第二连杆组件。
15、在一个具体实施例中,所述第一连杆组件包括第一连杆部、第二连杆部和转动件;所述第一连杆部一端转动连接所述指尖组件,所述第一连杆部另一端转动连接所述第二连杆部;所述第一连杆部相对所述第二连杆部的转动角度包括0°-90°;
16、所述第二连杆部远离所述第一连杆部的一侧包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部沿第一方向和第二方向可转动连接所述第一连接组件;所述第二连接部沿第一方向转动连接所述转动件,所述转动件远离所述第二连接部的一侧沿第二方向转动连接所述基座;
17、所述第二连杆部的第二连接部相对所述基座的转动角度包括0°-90°;
18、所述第二连杆组件包括第三连杆部和第四连杆部;所述第三连杆部一端转动连接所述指尖组件,所述第三连杆部另一端转动连接所述第四连杆部的一端;所述第四连杆部的另一端分别沿第一方向和第二方向可转动连接所述第二连接组件。
19、在一个具体实施例中,还包括:弹性件,所述第一连杆部的数量为两个,两个所述第一连杆部形成用于容纳所述弹性件的空间;
20、所述弹性件一端连接所述第二连杆部靠近所述第一连杆部的一端,所述弹性件另一端连接所述第二连杆组件靠近所述指尖组件的一端,所述弹性件用于当所述第一连杆组件和所述第二连杆组件沿第一方向弯折时提供与弯折方向反方向的拉紧力。
21、在一个具体实施例中,还包括:摇臂和指尖传感器,所述摇臂一端与所述第一连接组件远离所述第一驱动部的一端转动连接,所述摇臂另一端与所述第二连接组件远离所述第二驱动部的一端转动连接;
22、所述指尖传感器设置于所述指尖组件上。
23、在一个具体实施例中,所述第一连杆组件、和/或所述第二连杆组件、和/或所述指尖组件沿第一方向弯折的角度范围包括0°-90°;
24、所述第一连杆组、和/或所述第二连杆组件、和/或所述指尖组件沿第二方向移动的角度范围包括0°-60°。
25、第二部分,本发明提供了一种仿生机械手指的控制方法,用于实现对上述技术方案所提及的仿生机械手指的驱动控制,该方法包括:
26、驱动所述第一驱动部,以使所述第一驱动部的活动部沿所述第一驱动部的输出端的长度方向同步上下活动,从而带动所述第一连杆组件沿第一方向弯折,且通过所述第一连杆组件带动所述第二连杆组件及所述指尖组件沿第一方向弯折,实现所述仿生机械手指进行弯折抓握操作;或,
27、驱动所述第二驱动部,以使所述第二驱动部的活动部沿所述第二驱动部的输出端的长度方向上下活动,从而带动所述第二连杆组件沿第一方向弯折,且通过所述第二连杆组件带动所述第一连杆组件及所述指尖组件沿第一方向弯折,实现所述仿生机械手指进行弯折抓握操作;或,
28、分别驱动两个所述第一驱动部,以分别使两个所述第一驱动部的活动部沿两个所述第一驱动部的输出端的长度方向上下活动并形成高度差,从而带动所述第一连杆组件沿第二方向摆动、且通过所述第一连杆组件带动所述第二连杆组件及所述指尖组件沿第二方向摆动,实现所述仿生机械手指进行摆动操作。
29、第三部分,本发明提供了一种仿生机械手,包括上述技术方案所提及的仿生机械手指。
30、有益效果:
31、本发明提供了一种仿生机械手指及具有其的仿生机械手,通过两组驱动机构实现对手指各个关节的控制,使得各个关节可以实现多角度的上下弯折以及多角度的左右摆动,从而实现多样的仿生动作,灵活性强,并且结构简单,降低加工难度和安装复杂度。
1.一种仿生机械手指,其特征在于,包括基座、第一驱动部、第二驱动部、第一连接组件、第二连接组件、可沿第一方向弯折的第一连杆组件、可沿第一方向弯折的第二连杆组件及指尖组件;
2.根据权利要求1所述的仿生机械手指,其特征在于,所述第一驱动部和/或所述第二驱动部包括:丝杆电机;所述丝杆电机设置在所述基座上;
3.根据权利要求2所述的仿生机械手指,其特征在于,所述第一驱动部的数量为两个,所述第一连接组件的数量为两个;一所述第一驱动部连接一所述第一连接组件,另一所述第一驱动部连接另一所述第一连接组件。
4.根据权利要求1所述的仿生机械手指,其特征在于,所述第一连接组件和/或所述第二连接组件的两端均设置有球关节轴承;
5.根据权利要求1所述的仿生机械手指,其特征在于,所述第一连杆组件包括第一连杆部、第二连杆部和转动件;所述第一连杆部一端转动连接所述指尖组件,所述第一连杆部另一端转动连接所述第二连杆部;所述第一连杆部相对所述第二连杆部的转动角度包括0°-90°;
6.根据权利要求5所述的仿生机械手指,其特征在于,还包括:弹性件,所述第一连杆部的数量为两个,两个所述第一连杆部形成用于容纳所述弹性件的空间;
7.根据权利要求1所述的仿生机械手指,其特征在于,还包括:摇臂和指尖传感器,所述摇臂一端与所述第一连接组件远离所述第一驱动部的一端转动连接,所述摇臂另一端与所述第二连接组件远离所述第二驱动部的一端转动连接;
8.根据权利要求1所述的仿生机械手指,其特征在于,所述第一连杆组件、和/或所述第二连杆组件、和/或所述指尖组件沿第一方向弯折的角度范围包括0°-90°;
9.一种仿生机械手指的控制方法,其特征在于,用于实现对权利要求1-8任一项所述的仿生机械手指的驱动控制,该方法包括:
10.一种仿生机械手,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的仿生机械手指。