本发明涉及机械手领域,具体地,涉及一种多自由度大拇指机构。
背景技术:
1、机器人手指,作为机器人末端执行器的关键组成部分,其抓握能力、操作精度及可靠性对于机器人系统整体性能的提升具有举足轻重的作用。尤其是那些致力于模拟人手功能的机器人灵巧手,虽然技术不断进步,但现有技术中的机械手往往受限于较低的灵活度,难以胜任复杂多变的作业任务。
2、值得注意的是,随着单个手指自由度的增加,虽然能够提升手指的灵活性,但相应地也会增加驱动动力装置的复杂度,进而导致整个机器人手体积的增大。这种体积的增加不仅会增加制造成本,还可能限制机器人手在狭小空间或特定环境下的应用,从而限制了其实际应用场景的广泛性。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种多自由度大拇指机构。
2、根据本发明的一个方面,提供一种多自由度大拇指机构,包括:
3、大拇指本体,所述大拇指本体包括依序连接的第一指段、第二指段和第三指段;
4、第一驱动部,所述第一驱动部驱动所述第一指段弯曲、伸展;
5、第二驱动部,所述第二驱动部驱动所述第二指段弯曲、伸展;
6、第三驱动部,所述第三驱动部驱动所述第三指段转动,带动所述第一指段、第二指段转动;
7、基座,所述基座将所述第一驱动部、所述第二驱动部、所述第三驱动部集成在所述第三指段的末端;
8、其中,所述第一驱动部和所述第二驱动部采用同轴设计,用于实现对所述第一指段、所述第二指段的独立控制。
9、优选地,所述第一指段和第二指段之间采用第一运动轴铰接;所述第二指段和第三指段之间采用第二运动轴铰接。
10、优选地,所述第一驱动部和所述第二驱动部采用同轴设计,具体为:
11、所述第一驱动部,包括:
12、第一电机,所述第一电机固定在所述基座下表面;
13、第一蜗杆,所述第一蜗杆设置在所述基座上表面,与所述第一电机的输出轴连接;
14、第一涡轮,所述第一涡轮与所述第一蜗杆啮合;
15、第一转轴,所述第一转轴插入所述第一涡轮中;
16、过渡轴套,所述过渡轮轴套在所述第一转轴与所述第一涡轮之间;其不因所述第一转轴的旋转而进行旋转;
17、第一绞盘,所述第一绞盘套设在所述第一转轴上;
18、第一钢丝拉绳,所述第一钢丝拉绳盘设在所述第一绞盘上,向外延伸直至与所述第一指段连接;
19、所述第二驱动部,包括:
20、第二电机,所述第二电机固定在所述基座下表面;
21、第二蜗杆,所述第二蜗杆设置在所述基座上表面,与所述第二电机的输出轴连接;
22、第二涡轮,所述第二涡轮套设在所述第一转轴上,与所述第二蜗杆啮合;
23、第二绞盘,所述第二绞盘设置在所述第一转轴的末端,与所述第一绞盘毗邻;
24、第二钢丝拉绳,所述第二钢丝拉绳盘设在所述第二绞盘,向外延伸直至与所述第二指段连接。
25、优选地,还包括多个引导轮,所述第一钢丝拉绳沿着各个所述引导轮,绕过所述第一运动轴过渡至与所述第一指段连接,由所述第一钢丝拉绳直接驱动所述第一指段旋转;所述第二钢丝拉绳沿着所述引导轮,通过一个轴套与所述第二运动轴实现连接。
26、优选地,所述第一涡轮与所述第一转轴之间通过过渡轴套固定;所述第一涡轮与所述第一绞盘为一体设计。
27、优选地,所述第一电机启动,驱动所述第一蜗杆转动,带动所述第一涡轮旋转和所述第一绞盘同时在所述过渡轴套旋转,带动所述第一钢丝拉绳,所述第一转轴不受影响保持原状态;
28、所述第二电机启动,驱动所述第二蜗杆转动,带动所述第二涡轮、所述第一转轴和所述第二绞盘一起旋转,带动所述第二钢丝拉绳移动。
29、优选地,还包括外壳,为所述第一转轴提供固定作用。
30、优选地,所述第三驱动部,包括:
31、第三驱动轴,所述第三驱动轴与所述第三指段相连,并与其保持同一轴向;
32、第三蜗轮,所述第三涡轮固定在所述第三驱动轴的末端;
33、第三电机,所述第三电机固定在所述基座下表面;
34、第三蜗杆,所述第三蜗杆设在所述基座上表面,与所述第三电机的输出轴连接,与所述第三涡轮啮合。
35、优选地,所述第三驱动轴为空心轴,所述第一钢丝拉绳和所述第二钢丝拉绳贯穿所述第三驱动轴。
36、优选地,所述第一指段、所述第二指段与所述第三指段在同步运动时,所述第三驱动部对所述第一钢丝拉绳和第二钢丝拉绳不产生影响。
37、与现有技术相比,本发明实施例至少具有如下的一种有益效果:
38、本发明实施例中的一种多自由度大拇指机构,具有多个自由度;并将第一驱动部和第二驱动部采用同轴的设计,在提升手指的灵活性以及增加驱动动力装置同时,避免了整个机器人手体积的增大。
39、本发明实施例中的一种多自由度大拇指机构,采用多个钢丝以及涡轮蜗杆驱动,通过巧妙排布,手指抓握能力、操作能力、可靠性及灵活性得到提高。
1.一种多自由度大拇指机构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,所述第一指段和第二指段之间采用第一运动轴铰接;所述第二指段和第三指段之间采用第二运动轴铰接。
3.根据权利要求2所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,所述第一驱动部和所述第二驱动部采用同轴设计,具体为:
4.根据权利要求3所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,还包括多个引导轮,所述第一钢丝拉绳沿着各个所述引导轮,绕过所述第一运动轴过渡至与所述第一指段连接,由所述第一钢丝拉绳直接驱动所述第一指段旋转;所述第二钢丝拉绳沿着所述引导轮,通过一个轴套与所述第二运动轴实现连接。
5.根据权利要求3所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,所述第一涡轮与所述第一转轴之间通过过渡轴套实现同心安装,所述第一涡轮与所述第一绞盘为一体设计。
6.根据权利要求5所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,所述第一电机启动,驱动所述第一蜗杆转动,带动所述第一涡轮旋转和所述第一绞盘同时在所述过渡轴套旋转,带动所述第一钢丝拉绳,所述第一转轴不受影响保持原状态;
7.根据权利要求6所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,还包括外壳,为所述第一转轴提供固定作用。
8.根据权利要求1所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,所述第三驱动部,包括:
9.根据权利要求8所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,所述第三驱动轴为空心轴,所述第一钢丝拉绳和所述第二钢丝拉绳贯穿所述第三驱动轴。
10.根据权利要求9所述的一种多自由度大拇指机构,其特征在于,所述第一指段、所述第二指段与所述第三指段在同步运动时,所述第三驱动部对所述第一钢丝拉绳和第二钢丝拉绳不产生影响。
