傳動組件以及安裝有該傳動組件的仿人機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及智能機器人機械技術領域，尤其涉及一種傳動組件以及安裝有該傳動組件的仿人機械手。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術中，機器人的手部一般是通過進步電機或拉索來控制手指屈伸的，由于電機驅動以及齒輪機構需要占用很大的空間，所以采用電機驅動的機器手極其笨重，手指的自由度低、靈活度較差。另外，采用拉索控制的機器手，由于手指關節(jié)較多，且一般地，一根拉索只能單獨控制一個關節(jié)的自由度，如一根拉索如果控制手指關節(jié)的屈伸，則無法再控制手指關節(jié)的左右擺動，因此，要想通過現(xiàn)有技術制作一個多自由度的仿人機械手，則需要配置非常多的拉索，而且由于每根拉索之間的摩擦作用，拉動每根拉索需要額外消耗一定的能量以補償拉索之間的摩擦力損失。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種傳動組件，該傳動組件的特點可極大地節(jié)省傳動空間，同時不但可以軸向傳遞拉力，而且還可以傳遞扭力，適合在類人機器上使用。本發(fā)明的目的之一是提供一種仿人機械手，該機械手雖然結構簡單，但自由度非常高，可達到與人手相近的功能。
[0004]本發(fā)明的目的之一通過以下技術手段加以解決:
本發(fā)明的傳動組件，包括一根空心的第一傳動軟軸和多根空心的第二傳動軟軸，所述第一傳動軟軸的內(nèi)徑大于所述第二傳動軟軸的外徑，所述多根第二傳動軟軸同時穿設在所述第一傳動軟軸中；所述第二傳動軟軸的內(nèi)部設置有拉索，所述拉索、第二傳動軟軸、第一傳動軟軸的長度依次降低。當然所述第二傳動軟軸內(nèi)部還可穿設第三傳動軟軸，同時將所述拉索設置在第三傳動軟軸中。
[0005]進一步，還包括兩個分別驅動第一傳動軟軸和第二傳動軟軸旋轉的電機，所述第二傳動軟軸的兩端從第一傳動軟軸的兩端伸出，所述第一傳動軟軸和第二傳動軟軸各自的端部分別同軸設置有一個齒輪，所述電機通過在輸出軸上設置另外一個齒輪與第一傳動軟軸或第二傳動軟軸上的齒輪嚙合。
[0006]進一步，還包括撥動所述第一傳動軟軸或第二傳動軟軸軸向上運動的控制部件；當所述第一傳動軟軸和第二傳動軟軸軸向上運動時，所述第一傳動軟軸和第二傳動軟軸上的齒輪與所述電機輸出軸上的齒輪滑動配合，且始終保持嚙合狀態(tài)。
[0007]進一步，所述第一傳動軟軸和第二傳動軟軸上的齒輪各同軸設置有一個軸桿，所述第一傳動軟軸和第二傳動軟軸各自的端部與所述軸桿固定連接；還包括套設在所述軸桿上面的固定套筒，所述固定套筒與所述軸桿軸向上滑動配合。
[0008]本發(fā)明的目的之二通過以下技術手段加以解決:
本發(fā)明的仿人機械手，包括手腕、手掌和若干具有多個關節(jié)的手指，所述傳動組件設置有兩套，所述兩套傳動組件的第一傳動軟軸的端部分別由手腕的下部和上部經(jīng)過手腕后，相應地與所述手掌的下部和上部固定連接，所述多根第二傳動軟軸分別從各自的第一傳動軟軸中伸入與對應側的手指根部固定連接，所述拉索從多根第二傳動軟軸中伸入與手指下一關節(jié)的根部固定連接。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明的傳動組件，包括一根空心的第一傳動軟軸和多根空心的第二傳動軟軸，所述第一傳動軟軸的內(nèi)徑大于所述第二傳動軟軸的外徑，所述多根第二傳動軟軸同時穿設在所述第一傳動軟軸中；所述第二傳動軟軸的內(nèi)部設置有第三傳動軟軸或拉索。本發(fā)明采用空心傳動軟軸多層嵌套的方式，解決了以往拉索多根單獨使用帶來的控制系統(tǒng)結構復雜，占用空間大的問題。
[0010]2、本發(fā)明的仿人機械手，其上各關節(jié)采用多層嵌套的傳動軟軸以及拉索共同控制，不但提高了控制效率。另外，采用空心軟軸來控制關節(jié)的活動，在實現(xiàn)軸向拉動關節(jié)屈伸的同時還可以控制關節(jié)的旋轉或擺動。
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0012]圖1為本發(fā)明傳動組件的立體結構示意圖；
圖2為本發(fā)明傳動組件中帶有控制部件一端的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明仿人機械手的側面剖視圖。
【具體實施方式】
[0013]以下將結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明:
實施例1傳動組件
如圖1和2所示:本實施例中的傳動組件，包括一根空心的第一傳動軟軸1、多根空心的第二傳動軟軸2以及多個分別驅動第一傳動軟軸I和第二傳動軟軸2旋轉的電機9，所述第一傳動軟軸I的內(nèi)徑大于所述第二傳動軟軸2的外徑，所述多根第二傳動軟軸2同時穿設在所述第一傳動軟軸I中；所述第二傳動軟軸2的內(nèi)部設置有拉索3，所述拉索3、第二傳動軟軸2、第一傳動軟軸I的長度依次降低，所述第二傳動軟軸2的兩端從第一傳動軟軸I的兩端伸出，所述第一傳動軟軸I和第二傳動軟軸2各自的端部分別同軸設置有一個齒輪8，所述電機9通過在輸出軸上設置另外一個齒輪與第一傳動軟軸I或第二傳動軟軸2上的齒輪8嚙合。本發(fā)明采用空心傳動軟軸多層嵌套的方式，解決了以往拉索多根單獨使用帶來的控制系統(tǒng)結構復雜，占用空間大的問題。
[0014]作為上述技術方案的進一步改進，還包括撥動所述第一傳動軟軸I或第二傳動軟軸2軸向上運動的控制部件，所述控制部件可為如圖2中所示的撥叉12，當然也可以是與第一傳動軟軸I或第二傳動軟軸2鉸接的連桿或控制索等；當所述第一傳動軟軸I和第二傳動軟軸2在控制部件的控制下軸向上運動時，所述第一傳動軟軸I和第二傳動軟軸2上的齒輪8與所述電機9輸出軸上的齒輪滑動配合，且始終保持嚙合狀態(tài)。具體地，可增大第一傳動軟軸I和第二傳動軟軸2上的齒輪8與電機9輸出軸上的齒輪之間的厚度差，使得兩個齒輪在軸向上相對滑動時得以始終保持嚙合狀態(tài)。
[0015]作為上述技術方案的進一步改進，所述第一傳動軟軸I和第二傳動軟軸2上的齒輪8各同軸設置有一個軸桿10，所述第一傳動軟軸I和第二傳動軟軸2各自的端部與所述軸桿10固定連接；還包括套設在所述軸桿10上面的固定套筒11，所述固定套筒11與所述軸桿10軸向上滑動配合。通過設置軸桿10和固定套筒11使得齒輪的相對運動更加平穩(wěn)，從而在齒輪相對運動時能夠保持精確的嚙合。
[0016]實施例2仿人機械手
如圖3所示:本實施例中的仿人機械手，包括手腕4、手掌5和若干具有多個關節(jié)的手指6，所述傳動組件設置有兩套，所述兩套傳動組件的第一傳動軟軸I的端部分別由手腕4的下部和上部經(jīng)過手腕4后，相應地與所述手掌5的下部和上部固定連接，所述多根第二傳動軟軸2分別從各自的第一傳動軟軸I中伸入與對應側的手指根部固定連接；還包括與手指關節(jié)連接的第三傳動軟軸7，所述拉索3從第三傳動軟軸7中伸出與手指下一關節(jié)的根部固定連接。當機械手的手臂也仿照人前臂骨骼制成時，通過旋轉手腕上下部的兩根第一傳動軟軸，可實現(xiàn)手腕的內(nèi)外旋功能，當然通過分別拉伸手腕上下部的兩根第一傳動軟軸可實現(xiàn)手掌的屈曲功能，通過分別拉動第二傳動軟軸和第三傳動軟軸可實現(xiàn)手指關節(jié)的屈曲功能，同樣的，旋轉第二傳動軟軸也可以實現(xiàn)手指的左右擺動。
[0017]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種傳動組件，其特征在于:包括一根空心的第一傳動軟軸(I)和多根空心的第二傳動軟軸(2)，所述第一傳動軟軸(I)的內(nèi)徑大于所述第二傳動軟軸(2)的外徑，所述多根第二傳動軟軸(2)同時穿設在所述第一傳動軟軸(I)中；所述第二傳動軟軸(2)的內(nèi)部設置有拉索(3)，所述拉索(3)、第二傳動軟軸(2)、第一傳動軟軸(I)的長度依次降低。
2.根據(jù)權利要求1所述的傳動組件，其特征在于:還包括兩個分別驅動第一傳動軟軸(I)和第二傳動軟軸(2)旋轉的電機(9)，所述第二傳動軟軸(2)的兩端從第一傳動軟軸(I)的兩端伸出，所述第一傳動軟軸(I)和第二傳動軟軸(2)各自的端部分別同軸設置有一個齒輪(8)，所述電機(9)通過在輸出軸上設置另外一個齒輪與第一傳動軟軸(I)或第二傳動軟軸(2)上的齒輪(8)嚙合。
3.根據(jù)權利要求2所述的傳動組件，其特征在于:還包括撥動所述第一傳動軟軸(I)或第二傳動軟軸(2)軸向上運動的控制部件；當所述第一傳動軟軸(I)和第二傳動軟軸(2)軸向上運動時，所述第一傳動軟軸(I)和第二傳動軟軸(2 )上的齒輪(8 )與所述電機(9 )輸出軸上的齒輪滑動配合，且始終保持嚙合狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求3所述的傳動組件，其特征在于:所述第一傳動軟軸(I)和第二傳動軟軸(2)上的齒輪(8)各同軸設置有一個軸桿(10)，所述第一傳動軟軸(I)和第二傳動軟軸(2)各自的端部與所述軸桿(10)固定連接；還包括套設在所述軸桿(10)上面的固定套筒(II)，所述固定套筒(11)與所述軸桿(10)軸向上滑動配合。
5.一種安裝有如權利要求1至4中任一項中所述傳動組件的仿人機械手，其特征在于:包括手腕(4)、手掌(5)和若干具有多個關節(jié)的手指(6)，所述傳動組件設置有兩套，所述兩套傳動組件的第一傳動軟軸(I)的端部分別由手腕(4)的下部和上部經(jīng)過手腕(4)后，相應地與所述手掌(5)的下部和上部固定連接，所述多根第二傳動軟軸(2)分別從各自的第一傳動軟軸(I)中伸入與對應側的手指根部固定連接，所述拉索(3)從多根第二傳動軟軸(2)中伸入與手指下一關節(jié)的根部固定連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種傳動組件以及安裝有該傳動組件的仿人機械手，本發(fā)明的傳動組件，包括一根空心的第一傳動軟軸和多根空心的第二傳動軟軸，所述第一傳動軟軸的內(nèi)徑大于所述第二傳動軟軸的外徑，所述多根第二傳動軟軸同時穿設在所述第一傳動軟軸中；所述第二傳動軟軸的內(nèi)部設置有第三傳動軟軸或拉索。本發(fā)明采用空心傳動軟軸多層嵌套的方式，解決了以往拉索多根單獨使用帶來的控制系統(tǒng)結構復雜，占用空間大的問題。本發(fā)明的仿人機械手，其上各關節(jié)采用多層嵌套的傳動軟軸以及拉索共同控制，不但提高了控制效率，節(jié)約了空間。另外，采用空心軟軸來控制關節(jié)的活動，在實現(xiàn)軸向拉動關節(jié)屈伸的同時還可以控制關節(jié)的旋轉或擺動。
【IPC分類】B25J11-00, B25J19-00
【公開號】CN104626198
【申請?zhí)枴緾N201410809967
【發(fā)明人】王帥, 蔣太剛
【申請人】重慶花金王科技開發(fā)有限公司璧山分公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月24日