[发明专利]一种智能机器人手部系统及其操作方法

摘要

本发明涉及一种手部系统，尤其涉及一种智能机器人手部系统及其操作方法。包括手臂和手掌，所述的手臂的外端通过手掌连接件与手掌相活动连接，所述的手臂中设有控制舵机组件，所述的手掌连接件与手臂通过手臂舵机组件相活动，所述的手掌中设有手指组件，所述的控制舵机组件控制手指组件进行活动。一种智能机器人手部系统及其操作方法结构紧凑，装拆维修方便，仿真程度高，人机互动性高。

主权项

1.一种智能机器人手部系统的操作方法，手部系统包括手臂(1)和手掌(2)，所述的手臂(1)的外端通过手掌连接件(3)与手掌(2)相活动连接，所述的手臂(1)中设有控制舵机组件，所述的手掌连接件(3)与手臂(1)通过手臂舵机组件相活动，所述的手掌(2)中设有手指组件，所述的控制舵机组件控制手指组件进行活动；所述的控制舵机组件包括大姆指指根控制舵机(4)、大姆指指头控制舵机(5)、食指控制舵机(6)、无名指控制舵机(7)、小指控制舵机(8)和中指控制舵机(9)，所述的大姆指指根控制舵机(4)、大姆指指头控制舵机(5)、食指控制舵机(6)、无名指控制舵机(7)、小指控制舵机(8)和中指控制舵机(9)分别固定在手臂(1)中，所述的大姆指指根控制舵机(4)、大姆指指头控制舵机(5)、食指控制舵机(6)、无名指控制舵机(7)、小指控制舵机(8)和中指控制舵机(9)中分别设有拉线舵盘(10)；所述的手臂舵机组件包括设在手臂(1)中的手臂舵机(11)，所述的手掌连接件(3)中设有手臂舵盘(12)，所述的手臂舵机(11)驱动手臂舵盘(12)进行转动；所述的手指组件包括小指(13)、无名指(14)、中指(15)、食指(16)和大姆指(17)，所述的小指(13)、无名指(14)、中指(15)、食指(16)和大姆指(17)分别由指尖(18)、指中(19)和指根(20)组成，所述的指中(19)的上部设有呈活动连接的指尖(18)，所述的指根(20)的上部设有呈活动连接的指中(19)，所述的大姆指指根控制舵机(4)与拉线舵盘(10)间、大姆指指头控制舵机(5)与拉线舵盘(10)间、食指控制舵机(6)与拉线舵盘(10)间、无名指控制舵机(7)与拉线舵盘(10)间、小指控制舵机(8) 与拉线舵盘(10)间、中指控制舵机(9)与拉线舵盘(10)间分别通过拉线(21)控制连接，所述的手掌(2)中设有与拉线舵盘(10)数量相等的回位弹簧，每根拉线(21)中分别设有回位弹簧(22)；所述的手掌(2)外套有仿真胶皮；所述的手臂(1)中设有嵌入式的手臂连接体(23)；所述的指尖(18)通过拉线(21)沿指中(19)进行弯曲，所述的指中(19)通过拉线(21)沿指根(20)进行弯曲，所述的指根(20)沿手掌(2)进行弯曲，所述的指尖(18)与指中(19)、指中(19)与指根(20)、指根(20)与手掌(2)分别呈圆弧连接；所述的手掌(2)中设有与回位弹簧(22)数量相等的回位弹簧槽(24)，所述的回位弹簧(24)设在回位弹簧槽(24)中；其特征在于按以下步骤进行：将手指手掌手臂三部分的零件全部3d打印好之后，然后做抛光治理，准备好各种物料线材，开始组装，先将手部各零件按着手的位置图，摆放好；第一步，将插销穿过插销孔，把回位弹簧固定在手掌的对应卡槽上；第二步，每一节手指上有两个孔，靠近手掌内的孔为舵机拉线孔，靠近手掌背的孔为弹簧回位拉线孔，用拉线把各手指上三节分别按指头指中指根，从拉线孔中按顺序穿起来，在指头上打好线结，打成死结，防止线头松动，然后再插上关节插销，把各手指三节连在一起；第三步，先将中指指根用关节插销，连接到手掌的对应部位上，拉线穿到对应的回位弹簧槽上，弹簧回位拉线与回位弹簧绑紧，绑紧后检查一下，看手指是否在直立状态下，用手拉指头向手掌内弯曲，此时应该感应到回位弹簧的弹力往回拉，松手后手指能自己复位为直立状态后回位弹簧还有很小为回力为最佳状态，如果手指没有回到直立状态，缩短弹簧和指头线结之间的距离，在将拉线与弹簧绑好，另一根舵机拉线放于走线槽里，穿到手掌与手臂连接口那儿；再将无名指用关节插销连接到手掌的对应部位上，弹簧回位拉线穿到对应的弹簧卡槽上，拉线与弹簧绑紧，绑紧后检查一下，看手指是否在直立状态下，用手拉指头向手掌内弯曲，此时应该感应到回位弹簧的弹力往回拉，松手后手指能自己复位为直立状态后回位弹簧还有很小回力为最佳状态，另一根舵机拉线放于走线槽里，穿到手掌与手臂连接口那儿；再将食指用关节插销连接到手掌的对应部位上，弹簧回位拉线穿到对应的弹簧卡槽上，拉线与回位弹簧绑紧，绑紧后检查一下，看手指是否在直立状态下，用手拉指头向手掌内弯曲，此时应该感应到回位弹簧的弹力往回拉，松手后手指能自己复位为直立状态后回位弹簧还有很小回力为最佳状态，另一根舵机拉线放于走线槽里，穿到手掌与手臂连接口那儿；再将小指用关节插销连接到手掌的对应部位上，弹簧回位拉线穿到对应的回位弹簧槽上，拉线与回位弹簧绑紧，绑紧后检查一下，看手指是否在直立状态下，用手拉指头向手掌内弯曲，此时应该感应到弹簧的弹力往回拉，松手后手指能自己复位为直立状态后弹簧还有很小回力为最佳状态，另一根舵机拉线放于走线槽里，穿到手掌与手臂连接口那儿；最后将大拇指用关节插销连接到手掌的对应部位上，弹簧回位拉线穿到对应的弹簧卡槽上，拉线与弹簧绑紧，绑紧后检查一下，看手指是否在直立状态下，用手拉指头向手掌内弯曲，此时应该感应到弹簧的弹力往回拉，松手后手指能自己复位为直立状态后弹簧还有很小回力为最佳状态，注意，大拇指有两个方向的动作，所以有4根拉线，两根弹簧回位拉线两根舵机拉线，两根弹簧回位拉线对应与两个弹簧绑紧，另二根舵机拉线放于走线槽里，穿到手掌与手臂连接口那儿；则这样手指与手掌部位连接完成。第四部，将7个舵机装在手臂上，6个手指动作舵机为270度，使手指有更大的活动范围，先装手腕舵机，将手腕舵机放到手腕舵机卡槽位置，然后用螺丝，将手臂连接件与手臂连接在一起，同时固定住手腕舵机，使手腕舵机不能活动；再装手指动作舵机，先装放在手背右边位置的舵机，先装第一格大拇指动作舵机，则拉线动作舵机装配完成；再装拉线舵盘，用螺丝将拉线舵盘固定到舵机上；第五步，连接手掌手臂，将手腕舵盘连接到手腕舵机上，舵机在中位时，舵盘方向保持与手臂方向平行，再将手腕舵机舵盘与手掌连接，将手腕舵机舵盘放置到手掌对应的卡槽里面，用螺丝固定住，保持手背手掌平行，再用螺丝把手掌连接件与手掌固定在一起，同时连接好手臂；在不通电时可以调整手腕舵机150度的活动范围，模仿人手腕的动作； 再把舵机拉线与手指动作舵机舵盘对应连接起来；将各舵机线，汇总引出连接到舵机控制板上，至此整个手装配完成。