[发明专利]一种基于电磁驱动的机械手

说明书

所属技术领域

本发明属于仿真机械手驱动技术领域，尤其涉及一种基于电磁驱动的机械手。

背景技术

目前机械手的驱动方式多使用伺服电机驱动、钢丝驱动、液压驱动等，少部分使用人造肌肉驱动；其中人造肌肉驱动，虽然驱动的方式先进，但是制造成本目前很高，液压驱动需要强大的动力来对液压油增压驱动，将会增加设备的重量和对技术成熟度要求较高，所以成本也较高；那么在仿真机械手驱动上伺服电机驱动和钢丝驱动较为常见，伺服电机驱动为在每个关节上安装一个伺服电机，这将会导致机械手上的机构很不美观，伺服电机的尺寸外形将决定机械手的外形和功能；目前使用最多的、成本最低的是采用钢丝驱动，将伺服电机集中安装在手臂处，机械手及手指机构较为简单，控制较为容易，但是钢丝驱动中容易出现机械指定位不准、手指虚位摆动等情况，所以设计一种成本较低、方便布置的驱动方式是很有必要的。

本发明设计一种基于电磁驱动的机械手解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于电磁驱动的机械手，它是采用以下技术方案来实现的。

一种基于电磁驱动的机械手，其特征在于：它包括第三副指、第二副指、第一副指、手掌板、主指、动力单元组合固定板、动力单元组合、手臂套筒、动力单元组合前盖、动力单元组合外壳、动力单元稳定体、动力单元组合后盖、第一副指摆动块、主指摆动块支撑、主指执行单元支撑、主指摆动块、执行单元支耳、执行单元、动力单元、动力单元出口，其中第二副指和第三副指依次固定安装在手掌板一侧，第一副指摆动块固定安装在第一副指上，第一副指摆动块通过圆柱销安装在手掌板上，主指摆动块固定安装在主指上，主指摆动块支撑安装在手掌板上，主指摆动块通过圆柱销安装在主指摆动块支撑上，主指执行单元支撑安装在手掌板上，主指执行单元支撑和主指侧面均安装有执行单元支耳，第一副指侧面和第二副指侧面均安装由执行单元支耳；动力单元组合固定板安装在手掌板上，动力单元组合外壳安装在动力单元组合固定板上，动力单元组合后盖安装在动力单元组合外壳后端面上，动力单元稳定体安装在动力单元组合后盖中心位置处，6个动力单元按圆周分布方式安装在动力单元组合外壳和动力单元稳定体之间的圆环空间内，动力单元组合前盖安装在动力单元组合外壳前端面上；手臂套筒安装在动力单元组合后盖上。

本发明中第三副指、第二副指直接固定在手掌板上，没有摆动运动，只能各自独立地做弯曲运动，第一副指即可以摆动也可以独立弯曲，主指即可以弯曲也可以摆动，整个机械手共有六个自由度，使用了6个动力单元驱动，基本能够模仿人手的所有行为运动。另外手臂套筒可以将机械手固定在人体手臂上。

上述第一副指、第二副指、第三副指的结构完全相同，对于其中任意一个副指，它包括机械指第四支架、机械指第三支架、机械指第二支架、机械指第一支架、执行单元支撑、机械指支架限位板、机械指第三复位弹簧、机械指第二复位弹簧、机械指第一复位弹簧、机械指复位弹簧支撑、执行单元支耳、动力单元、执行单元、液态介质导管，其中机械指第二支架通过圆柱销安装在机械指第一支架上，机械指第三支架通过圆柱销安装在机械指第二支架上，机械指第四支架通过圆柱销安装在机械指第三支架上；机械指第二支架两端和机械指第三支架两端分别各安装有两根执行单元支撑，机械指第一支架和机械指第四支架上各安装有一根执行单元支撑，六根执行单元支撑均安装在支架的机械指弯曲一侧；在相邻的机械指支架之间的两个执行单元支撑上安装有一个执行单元；三根机械指支架限位板分别安装在机械指第一支架末端、机械指第二支架末端、机械指第三支架末端，三根机械指复位弹簧支撑分别安装在机械指第四支架上、机械指第三支架上且靠近机械指第二支架处、机械指第二支架上且靠近机械指第一支架处；机械指第一复位弹簧一端安装在机械指第一支架上的机械指支架限位板上，另一端安装在机械指第二支架上的机械指复位弹簧支撑上；机械指第二复位弹簧一端安装在机械指第二支架上的机械指支架限位板上，另一端安装在机械指第三支架上的机械指复位弹簧支撑上；机械指第三复位弹簧一端安装在机械指第三支架上的机械指支架限位板上，另一端安装在机械指第四支架上的机械指复位弹簧支撑上；液态介质导管一端连接动力单元，液态介质导管沿程中连接三个执行单元；上述机械指第二复位弹簧弹性系数、机械指第三复位弹簧弹性系数、机械指第一复位弹簧弹性系数依次增大2倍，在基本完全模仿人手没有抓取物体时，手指自然弯曲的运动，复位弹簧弹性系数设计如上。六根执行单元支撑上均安装有执行单元支耳。