一种机械手的手爪的制作方法

1.本发明涉及一种机械手的手爪结构， 属于机器人领域。


背景技术：

2.现代工业加工中， 机械爪的应用越来越多， 常见的有2爪、3爪机械手以及仿人机械手。2爪、3爪机械手常用于夹持较重零件场合， 仿人机械手一般抓握力比较小， 通常用于夹持轻型零部件场合。机械爪的关节数目、独立自由度的数量、驱动元件和传动方式的选择决定了它所能达到的灵巧程度。
3.如中国发明专利公开号为：cn108393910 《一种自动化简易机械爪》， 是2爪结构， 只能夹持规则物体。中国发明专利公开号为：cn208451658《一种用于凸台外设型零件夹持的机械爪》， 是一个3爪结构，只能夹持特定形状（即带凸台）的物体。中国专利号cn103128744《一种仿人机械灵巧手装置》公开的一种5指灵巧手， 采用耦合四连杆 电机驱动方式，有6个自由度， 可以抓握物体， 但不能实现对目标物体执行复杂动作。 中国发明专利公开号为：cn109773816《一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统》，每根手指有四个自由度，其中三个实现弯曲/伸展， 一个实现侧摆， 可以实现一些相对复杂的动作。
4.现有的机械爪，如2爪、3爪机械手， 其每个手爪只能在一维平面进行弯曲、伸直； 而关节数较多的灵巧手的手指，比如有4个自由度的手指， 其运动也限制在二维平面， 一个为手指的弯曲/伸展， 另一个为手指侧摆。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提出一种机械手的手爪结构，具有三维的自由度, 能够实现在三个轴向的灵活运动。
6.本发明提出的一种机械手的手爪, 包括, 关节a、关节b、关节c、关节d和换向支架，其中，所述关节a的第二端与所述关节b的第一端通过转轴a连接；所述关节b的第二端与换向支架的第一端通过转轴b连接; 所述换向支架的第二端与所述关节c的第一端通过转轴c连接；所述关节c的第二端与所述关节d的第一端通过转轴d连接。
7.所述的机械手手爪的转轴a与所述转轴b平行；所述转轴c与所述转轴a和转轴b在空间上成90度夹角；所述转轴d与所述转轴c在空间上成90度夹角，并与所述转轴a和所述转轴b在空间上成90度夹角。
8.有益效果本发明提出的机械手手爪结构， 具备三个维度的运动方向， 其中， 转轴a和转轴b为x方向， 转轴c为y方向， 转轴d为z方向。 因此，机械手爪可实现在xyz三维坐标空间的灵活运动， 相比只有一维或二维空间自由度的机械爪， 能够实现更加复杂的运动。
附图说明
9.图1为机械手手爪结构示意图
图2为机械手手爪实施例结构三视图图3为机械手手爪实施例零部件图图4为机械手手爪实物图
具体实施方式
10.下面详细描述本发明的实施方式, 所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
11.在本发明的描述中， 需要理解的是，术语“x方向”、“y方向”、“z方向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系, 仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语“第一"、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。
12.下文的公开提供的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在各个图示中重复参考数字,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
13.图1为机械手手爪结构示意图图中， 关节a（9）的第二端与关节b（8）的第一端通过转轴a（1）连接；关节b（8）的第二端与换向支架（7）的第一端通过转轴b（2）连接; 换向支架（7）的第二端与关节c（6）的第一端通过转轴c（3）连接；关节c（6）的第二端与关节d（5）的第一端通过转轴d（4）连接。
[0014] 转轴a（1）与转轴b（2）平行，假设转轴a和转轴b 的轴线方向为x方向；转轴c（3）与转轴a（1）和转轴b（2）在空间上成90度夹角，假设转轴c（3）的轴线方向为y方向；转轴d（4）和转轴c（3）在空间上成90度夹角，并与转轴a（1）和转轴b（2）在空间上成90度夹角，假设转轴d（4）的轴线方向为z方向。
[0015] 根据上述说明可以看出， 关节a（9）和关节b（8）可以围绕x方向旋转； 换向支架（7）可以带着关节a和关节b围绕y方向旋转；关节c（6）可以带着关节a和关节b围绕z轴方向转动。因此，本发明提出的这种机械爪手爪结构， 可以实现在三维坐标系中向任意方向运动， 大大提高了机械爪的灵活性。
[0016]
图2为机械手手爪实施例结构三视图图2是按照图1机械手手爪结构示意图设计的实施例结构三视图。 图中，关节a（9）的第二端与关节b（8）的第一端通过转轴a（1）连接；关节b（8）的第二端与换向支架（7）的第一端通过转轴b（2）连接; 换向支架（7）的第二端与关节c（6）的第一端通过转轴c（3）连接；关节c（6）的第二端与关节d（5）的第一端通过转轴d（4）连接。
[0017] 转轴a（1）与转轴b（2）平行；转轴c（3）与转轴a（1）和转轴b（2）在空间上成90度夹角；转轴d（4）和转轴c（3）在空间上成90度夹角，并与转轴a（1）和转轴b（2）在空间上成90度夹角。
[0018]
图3为机械手手爪实施例零部件图图3是图2中所述机械手手爪实施例的零部件图。 图中，各个关节都配有驱动机构
（11），所述驱动机构（11）用于驱动关节转动， 驱动机构的输出轴即各关节的转轴。在本实施例中， 驱动机构是由电机、减速机、换向齿轮组成。电机转动，经减速机减速，再经过一对啮合传动的伞齿轮换向后， 驱动输出轴转动。驱动机构的输出轴上可以安装角度传感器， 用于检测关节转动的角度。驱动机构也可以采用连杆、柔索、气动等驱动方式。
[0019]
关节a（9）由关节a外壳（12）和驱动机构（11）组成；关节b（8）由关节b支架（13）、关节b第一外壳（14）、关节b第二外壳（15）和驱动机构（11）组成；关节c（6）由关节c支架（16）、关节c外壳（17）和驱动机构（11）组成；关节d（5）由驱动机构（11）、关节d支架（18）组成； 关节d支架（18）与机械爪基座部分或手掌部分固定，从而使整个机械手手爪通过关节d的一端固定安装在机械爪的基座上或手掌上。
[0020]
关节a（9）的第二端与关节b（8）的第一端通过转轴a（1）连接；关节b（8）的第二端与换向支架（7）的第一端通过转轴b（2）连接; 换向支架（7）的第二端与关节c（6）的第一端通过转轴c（3）连接；关节c（6）的第二端与关节d（5）的第一端通过转轴d（4）连接。
[0021]
转轴a（1）与转轴b（2）平行；转轴c（3）与转轴a（1）和转轴b（2）在空间上成90度夹角；转轴d（4）和转轴c（3）在空间上成90度夹角，并与转轴a（1）和转轴b（2）在空间上成90度夹角。
[0022]
图4为机械手手爪实物图图中，关节a（9）的第二端与关节b（8）的第一端通过转轴a（1）连接；关节b（8）的第二端与换向支架（7）的第一端通过转轴b（2）连接; 换向支架（7）的第二端与关节c（6）的第一端通过转轴c（3）连接；关节c（6）的第二端与关节d（5）的第一端通过转轴d（4）连接。
[0023]
转轴a（1）与转轴b（2）平行；转轴c（3）与转轴a（1）和转轴b（2）在空间上成90度夹角；转轴d（4）和转轴c（3）在空间上成90度夹角，并与转轴a（1）和转轴b（2）在空间上成90度夹角。
[0024] 本发明提供的一种机械手手爪结构，分别由可在x方向、y方向、z方向旋转的关节组成， 因此整个手爪可以灵活的动作， 可以采用多个本发明所述的手爪组合成一个完整的机械手， 也可以采用一个或多个本发明所述的手爪与其它结构的手爪共同组合成一个完整的机械手。