手部机构及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人领域，具体地，涉及手部机构及机器人。


背景技术：

2.随着机器人的广泛普及，越来越多的机器人被应用到生产与生活中去，因此也对机器人的要求越来越高。在拟人机器人中，为了应对越来越高的要求，适应各种情况，对机器人的整体自由程度以及其稳定性也有了更高的要求。而手部机构是实现高自由度和稳定性的重要部件。
3.目前市面上的手部机构的整体结构都偏大而灵活度不够，本设计希望提供一种结构紧凑且灵活度、自由度高的手部机构。
4.专利文献cn109893400a提供了一种用于外骨骼手部康复机器人的手指屈伸运动机构，所述外骨骼手部康复机器人包括覆盖在单只手的掌骨区域的固定板(1)，所述手指屈伸运动机构设置有与四指分别一一对应的第一屈伸单元以及与拇指对应的第二屈伸单元，第一屈伸单元和第二屈伸单元均采用直线驱动器作为动力，并配以由杆件构成的传动机构。
5.专利文献cn102416623a提供一种手部以及机器人，能够将所把持的螺栓插入到螺孔中。手部具有：一对支撑部；第1及第2把持爪，它们分别支撑于一对支撑部的内侧，用于把持螺栓；摆动机构，其使第1及第2把持爪绕与各支撑部(22a、22b)的长度方向交叉的摆动轴线摆动。
6.上述现有专利的机器人手部机构均灵活度不够且空间利用率不高。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种手部机构及机器人。
8.根据本实用新型提供的一种手部机构，包括：手指和手掌；
9.所述手指连接所述手掌，所述手掌内安装舵机组件；
10.所述手指包括：大拇指和其余手指；
11.所述大拇指内安装第二大拇指舵机和大拇指拉杆，所述舵机组件传动连接所述第二大拇指舵机，所述第二大拇指舵机通过所述大拇指拉杆带动所述大拇指转动；
12.所述其余手指内安装上部拉杆组件和下部拉杆组件，所述舵机组件传动连接所述上部拉杆组件，所述上部拉杆组件通过所述下部拉杆组件带动所述其余手指转动。
13.优选地，所述手掌还包括：第一集成底板和第二集成底板；
14.所述手掌背向所述其余手指一端安装所述第二集成底板；
15.所述第二集成底板固定连接所述第一集成底板。
16.所述第一集成底板上安装所述舵机组件和电路板；
17.所述舵机组件连接所述电路板；
18.所述舵机组件输出端轴向与所述其余手指竖直时延伸方向平行。
19.优选地，所述舵机组件内安装第一圆锥齿轮、电机轴支撑座、第二圆锥齿轮以及轴套；
20.所述第一圆锥齿轮转动安装在所述电机轴支撑座上并通过所述电机轴支撑座固定；
21.所述第二圆锥齿轮同轴转动安装所述轴套并通过所述轴套固定；
22.所述第一圆锥齿轮和所述第二圆锥齿轮啮合传动。
23.优选地，所述舵机组件包括：第一大拇指舵机、食指舵机、中指舵机、无名指舵机以及小指舵机；
24.所述第一大拇指舵机传动连接所述第二大拇指舵机；
25.所述其余手指包括：食指、中指、无名指以及小指；
26.所述食指舵机传动连接所述食指，所述中指舵机传动连接所述中指，所述无名指舵机传动连接所述无名指，所述小指舵机传动连接所述小指。
27.优选地，所述第一大拇指舵机安装在靠近所述第二集成底板一端；
28.所述第一大拇指舵机上安装大拇指舵盘并带动所述大拇指舵盘转动；
29.所述大拇指舵盘连接大拇指底座拉杆一端，所述大拇指底座拉杆另一端连接大拇指底部拉杆连接件；
30.所述第一大拇指舵机上安装大拇指电机安装座，所述大拇指电机安装座转动连接所述大拇指底部拉杆连接件；
31.当所述第一大拇指舵机工作时，所述大拇指舵盘转动并通过所述大拇指底座拉杆拉动所述大拇指底部拉杆连接件朝向所述第一大拇指舵机一侧往返摆动。
32.优选地，所述大拇指底部拉杆连接件背向所述大拇指电机安装座一端安装所述第二大拇指舵机；
33.所述大拇指拉杆一端转动连接所述第二大拇指舵机，所述大拇指拉杆另一端连接大拇指指头；
34.当所述第二大拇指舵机工作时，所述第二大拇指舵机通过所述拇指拉杆带动所述大拇指指头转动；
35.所述大拇指底部拉杆连接件和所述第二大拇指舵机外侧安装大拇指第一节外壳；
36.所述拇指拉杆外侧安装大拇指第二节外壳。
37.优选地，所述食指包括：食指第一节外壳、食指第二节外壳、食指指头、食指上部拉杆以及食指下部拉杆；
38.所述食指第一节外壳内安装所述食指下部拉杆，所述食指第二节外壳内安装所述食指上部拉杆；
39.所述食指下部拉杆一端连接所述食指舵机，所述食指下部拉杆另一端转动连接所述食指第二节外壳；
40.所述食指上部拉杆一端转动连接所述食指第一节外壳，所述食指上部拉杆另一端连接所述食指指头；
41.所述食指指头转动连接所述食指第二节外壳；
42.当所述食指舵机工作时，所述食指下部拉杆转动并拉动所述食指第二节外壳转动，所述食指第二节外壳带动所述食指上部拉杆转动，所述食指上部拉杆拉动所述食指指
头转动；
43.所述中指包括：中指第一节外壳、中指第二节外壳、中指指头、中指下部拉杆以及中指上部拉杆；
44.所述中指第一节外壳内安装所述中指下部拉杆，所述中指第二节外壳内安装所述中指上部拉杆；
45.所述中指下部拉杆一端连接所述中指舵机，所述中指下部拉杆另一端转动连接所述中指第二节外壳；
46.所述中指上部拉杆一端转动连接所述中指第一节外壳，所述中指上部拉杆另一端连接所述中指指头；
47.所述中指指头转动连接所述中指第二节外壳；
48.当所述中指舵机工作时，所述中指下部拉杆转动并拉动所述中指第二节外壳转动，所述中指第二节外壳带动所述中指上部拉杆转动，所述中指上部拉杆拉动所述中指指头转动；
49.所述无名指包括：无名指第一节外壳、无名指指头、无名指第二节外壳、无名指下部拉杆以及无名指上部拉杆；
50.所述无名指第一节外壳内安装所述无名指下部拉杆，所述无名指第二节外壳内安装所述无名指上部拉杆；
51.所述无名指下部拉杆一端连接所述无名指舵机，所述无名指下部拉杆另一端转动连接所述无名指第二节外壳；
52.所述无名指上部拉杆一端转动连接所述无名指第一节外壳，所述无名指上部拉杆另一端转动连接所述无名指指头；
53.所述无名指指头转动连接所述无名指第二节外壳；
54.当所述无名指舵机工作时，所述无名指下部拉杆转动并拉动所述无名指第二节外壳转动，所述无名指第二节外壳带动所述无名指上部拉杆转动，所述无名指上部拉杆拉动所述无名指指头转动；
55.所述小指包括：小指指头、小指第二节外壳、小指第一节外壳、小指下部拉杆以及小指上部拉杆；
56.所述小指第一节外壳内安装所述小指下部拉杆，所述小指第二节外壳内安装所述小指上部拉杆；
57.所述小指下部拉杆一端连接所述小指舵机，所述小指下部拉杆另一端转动连接所述小指第二节外壳；
58.所述小指上部拉杆一端转动连接所述小指第一节外壳，所述小指上部拉杆另一端转动连接所述小指指头；
59.所述小指指头转动连接所述小指第二节外壳；
60.当所述小指舵机工作时，所述小指下部拉杆转动并拉动所述小指第二节外壳转动，所述小指第二节外壳带动所述小指上部拉杆转动，所述小指上部拉杆拉动所述小指指头转动。
61.优选地，所述第一集成底板背向所述舵机组件一侧安装手背，所述第一集成底板和所述舵机组件背向所述手背一侧安装手心；
62.所述手背固定连接所述舵机组件和所述电路板；
63.所述手背固定连接所述第一集成底板和所述第二集成底板；
64.所述手心固定连接所述手背。
65.优选地，所述食指舵机、所述中指舵机、所述无名指舵机以及所述小指舵机背向所述手背一侧安装手指电机壳压盖。
66.优选地，一种机器人采用所述手部机构。
67.优选地，所述第二集成底板具有可拆卸性。
68.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
69.1、本设计采用舵机组件实现传动，通过舵机组件内部的圆锥齿轮啮合减小了体积并改变空间上传动方向；
70.2、本设计通过上下拉杆的联动结构实现抓握，减少舵机的使用数量；
71.3、本设计采用第一集成底板安装第二集成底板的结构，可通过更换不同的第二集成底板实现将手部机构安装在不同类型的机械臂上；
72.4、本设计实现多自由度手部机构运动。
附图说明
73.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
74.图1为手部机构整体结构示意图；
75.图2为舵机组件结构示意图；
76.图3为手指处联动结构示意图；
77.图4为集成底板结构示意图；
78.图中所示：
79.80.具体实施方式
81.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
82.实施例1
83.如图2和图4所示，一种手部机构，可用于机器人，包括：手指10和手掌11；手指10连接手掌11，手掌11内安装舵机组件，手指10包括：大拇指和其余手指，大拇指内安装第二大拇指舵机94和大拇指拉杆113，舵机组件传动连接第二大拇指舵机94，第二大拇指舵机94通过大拇指拉杆113带动大拇指转动，其余手指内安装上部拉杆组件和下部拉杆组件，舵机组件传动连接上部拉杆组件，上部拉杆组件通过下部拉杆组件带动其余手指转动。
84.手掌11还包括：第一集成底板114和第二集成底板115，手掌11背向其余手指一端安装第二集成底板115，第二集成底板115固定连接第一集成底板114，第一集成底板114上安装舵机组件和电路板100，舵机组件连接电路板100，舵机组件输出端轴向与其余手指竖直时延伸方向平行。舵机组件包括：第一大拇指舵机89、食指舵机95、中指舵机96、无名指舵机98以及小指舵机99；第一大拇指舵机89传动连接第二大拇指舵机94；其余手指包括：食指、中指、无名指以及小指；食指舵机95传动连接食指，中指舵机96传动连接中指，无名指舵机98传动连接无名指，小指舵机99传动连接小指。第一大拇指舵机89安装在靠近第二集成底板115一端，第一大拇指舵机89上安装大拇指舵盘90并带动大拇指舵盘90转动，大拇指舵盘90连接大拇指底座拉杆92一端，大拇指底座拉杆92另一端连接大拇指底部拉杆连接件
93，第一大拇指舵机89上安装大拇指电机安装座91，大拇指电机安装座91转动连接大拇指底部拉杆连接件93，当第一大拇指舵机89工作时，大拇指舵盘90转动并通过大拇指底座拉杆92拉动大拇指底部拉杆连接件93朝向第一大拇指舵机89一侧往返摆动。大拇指底部拉杆连接件93背向大拇指电机安装座91一端安装第二大拇指舵机94，大拇指拉杆113一端转动连接第二大拇指舵机94，大拇指拉杆113另一端连接大拇指指头76，当第二大拇指舵机94工作时，第二大拇指舵机94通过拇指拉杆113带动大拇指指头76转动。
85.第一集成底板114背向舵机组件一侧安装手背72，第一集成底板114和舵机组件背向手背72一侧安装手心73，手背72固定连接舵机组件和电路板100，手背72固定连接第一集成底板114和第二集成底板115，手心73固定连接手背72。
86.如图1和图3所示，舵机组件内安装第一圆锥齿轮101、电机轴支撑座102、第二圆锥齿轮103以及轴套104；第一圆锥齿轮101转动安装在电机轴支撑座102上并通过电机轴支撑座102固定，第二圆锥齿轮103同轴转动安装轴套104并通过轴套104固定，第一圆锥齿轮101和第二圆锥齿轮103啮合传动。
87.食指包括：食指第一节外壳77、食指第二节外壳78、食指指头79、食指上部拉杆111以及食指下部拉杆112；食指第一节外壳77内安装食指下部拉杆112，食指第二节外壳78内安装食指上部拉杆111，食指下部拉杆112一端连接食指舵机95，食指下部拉杆112另一端转动连接食指第二节外壳78，食指上部拉杆111一端转动连接食指第一节外壳77，食指上部拉杆111另一端连接食指指头79，食指指头79转动连接食指第二节外壳78；当食指舵机95工作时，食指下部拉杆112转动并拉动食指第二节外壳78转动，食指第二节外壳78带动食指上部拉杆111转动，食指上部拉杆111拉动食指指头79转动。
88.中指包括：中指第一节外壳80、中指第二节外壳81、中指指头82、中指下部拉杆109以及中指上部拉杆110，中指第一节外壳80内安装中指下部拉杆109，中指第二节外壳81内安装中指上部拉杆110，中指下部拉杆109一端连接中指舵机96，中指下部拉杆109另一端转动连接中指第二节外壳81，中指上部拉杆110一端转动连接中指第一节外壳80，中指上部拉杆110另一端连接中指指头82，中指指头82转动连接中指第二节外壳81；当中指舵机96工作时，中指下部拉杆109转动并拉动中指第二节外壳81转动，中指第二节外壳81带动中指上部拉杆110转动，中指上部拉杆110拉动中指指头82转动。
89.无名指包括：无名指第一节外壳83、无名指指头84、无名指第二节外壳85、无名指下部拉杆107以及无名指上部拉杆108；无名指第一节外壳83内安装无名指下部拉杆107，无名指第二节外壳85内安装无名指上部拉杆108，无名指下部拉杆107一端连接无名指舵机98，无名指下部拉杆107另一端转动连接无名指第二节外壳85，无名指上部拉杆108一端转动连接无名指第一节外壳83，无名指上部拉杆108另一端转动连接无名指指头84，无名指指头84转动连接无名指第二节外壳85；当无名指舵机98工作时，无名指下部拉杆107转动并拉动无名指第二节外壳85转动，无名指第二节外壳85带动无名指上部拉杆108转动，无名指上部拉杆108拉动无名指指头84转动。
90.小指包括：小指指头86、小指第二节外壳87、小指第一节外壳88、小指下部拉杆105以及小指上部拉杆106；小指第一节外壳88内安装小指下部拉杆105，小指第二节外壳87内安装小指上部拉杆106，小指下部拉杆105一端连接小指舵机99，小指下部拉杆105另一端转动连接小指第二节外壳87，小指上部拉杆106一端转动连接小指第一节外壳88，小指上部拉
杆106另一端转动连接小指指头86，小指指头86转动连接小指第二节外壳87，当小指舵机99工作时，小指下部拉杆105转动并拉动小指第二节外壳87转动，小指第二节外壳87带动小指上部拉杆106转动，小指上部拉杆106拉动小指指头86转动。
91.大拇指底部拉杆连接件93和第二大拇指舵机94外侧安装大拇指第一节外壳74，拇指拉杆113外侧安装大拇指第二节外壳75。食指舵机95、中指舵机96、无名指舵机98以及小指舵机99背向手背72一侧安装手指电机壳压盖97。
92.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
93.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。