一种机械手的制作方法

本发明涉及机器人的技术领域，尤其涉及一种机械手。

背景技术：

机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人的任务是协助或取代人类进行工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

随着科学技术的不断发展，越来越多的机器人手臂开始应用于工业生产领域，用来代替人类进行简单的重复动作，但机械手的控制精度仍有提升的空间，目前尚难以模仿人手进行一些精细工作的处理，这是本领域技术发展的瓶颈之一。

技术实现要素：

针对现有的机械手存在不能模仿人手进行精细工作的处理的上述问题，现旨在提供一种机械手，布局合理，机械手能够灵活运作，模仿人手进行精细工作的处理。

具体技术方案如下：

一种机械手，包括：机械臂传动轴、连接件和机械手本体，所述机械手本体的一端通过所述连接件与所述机械臂传动轴固定连接，所述机械臂传动轴用于驱动所述机械手本体活动；

所述机械手本体包括：一机械手掌和至少三机械手指，三所述机械手指活动设于所述机械手掌的另一端，一所述机械手指位于所述机械手掌的一侧，另两所述机械手指位于所述机械手掌的另一侧，另两所述机械手指分别位于该一所述机械手指的两侧，三所述机械手指呈“品”字形设置；

每一所述机械手指均包括：第一机械手指部、第二机械手指部和第三机械手指部，所述第三机械手指部的一端与所述机械手掌的另一端之间、所述第三机械手指部的另一端与所述第二机械手指部的一端之间、所述第二机械手指部的另一端与所述第一机械手指部的一端之间均通过夹持传动机构活动连接；

每一所述夹持传动机构均包括：

驱动电机，所述驱动电机安装于所述机械手掌内或所述第三机械手指部内或所述第二机械手指部内；

伞形齿轮，所述伞形齿轮设于所述机械手掌内或所述第三机械手指部内或所述第二机械手指部内，所述伞形齿轮与所述驱动电机的驱动轴传动连接；

第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮设于所述机械手掌内或所述第三机械手指部内或所述第二机械手指部内，所述第一驱动齿轮通过转轴与所述机械手掌的内壁或所述第三机械手指部的内壁或所述第二机械手指部的内壁转动连接，所述第一驱动齿轮包括相互连接的伞齿部和齿轮部，所述伞形齿轮与所述伞齿部啮合连接；

第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮设于所述机械手掌内或所述第三机械手指部内或所述第二机械手指部内，所述第二驱动齿轮通过所述转轴与所述机械手掌的内壁或所述第三机械手指部的内壁或所述第二机械手指部的内壁转动连接，所述第二驱动齿轮与所述第一驱动齿轮相正对，所述第二驱动齿轮通过固定杆与所述第一驱动齿轮固定连接；

第一连接板，所述第一连接板的一端与所述机械手掌的另一端内壁或所述第三机械手指部的另一端的内壁或所述第二机械手指部的另一端的内壁固定连接；

两传动齿轮杆，每一所述传动齿轮杆均设于所述第三机械手指部的一端或所述第二机械手指部的一端或所述第一机械手指部的一端内，每一所述传动齿轮杆均包括依次连接的第一连接杆、传动齿轮和凸齿，所述第一连接杆的一端与所述第三机械手指部的一端的内壁或所述第二机械手指部的一端的内壁或所述第一机械手指部的一端的内壁固定连接，所述传动齿轮通过所述转轴与所述第一连接板的另一端转动连接，两所述凸齿分别与所述齿轮部、所述第二驱动齿轮啮合连接。

上述的机械手，其中，三所述夹持传动机构包括：第一夹持传动机构、第二夹持传动机构和第三夹持传动机构，所述第一夹持传动机构设于所述机械手掌与所述第三机械手指部之间，所述第二夹持传动机构设于所述第三机械手指部与所述第二机械手指部之间，所述第三夹持传动机构设于所述第二机械手指部与所述第一机械手指部之间。

上述的机械手，其中，所述第一夹持传动机构的所述驱动电机安装于所述机械手掌内，所述第一夹持传动机构的所述伞形齿轮设于所述机械手掌内，所述第一夹持传动机构的所述第一驱动齿轮设于所述机械手掌内，且所述第一夹持传动机构的所述第一驱动齿轮通过所述转轴与所述机械手掌转动连接，所述第一夹持传动机构的所述第二驱动齿轮设于所述机械手掌内，且所述第一夹持传动机构的所述第二驱动齿轮通过所述转轴与所述机械手掌转动连接，所述第一夹持传动机构的所述第一连接板的一端与所述机械手掌的另一端的内壁固定连接，所述第一夹持传动机构的所述传动齿轮杆的所述第一连接杆伸入所述第三机械手指部的一端内，且所述第一夹持机构的所述传动齿轮杆的所述第一连接杆与所述第三机械手指部的一端的内壁固定连接；

所述第二夹持传动机构的所述驱动电机安装于所述第三机械手指部内，所述第二夹持传动机构的所述伞形齿轮设于所述第三机械手指部内，所述第二夹持传动机构的所述第一驱动齿轮设于所述第三机械手指部内，且所述第二夹持传动机构的所述第一驱动齿轮通过所述转轴与所述第三机械手指部转动连接，所述第二夹持传动机构的所述第二驱动齿轮设于所述第三机械手指部内，且所述第二夹持传动机构的所述第二驱动齿轮通过所述转轴与所述第三机械手指部转动连接，所述第二夹持传动机构的所述第一连接板的一端与所述第三机械手指部的另一端的内壁固定连接，所述第二夹持传动机构的所述传动齿轮杆的所述第一连接杆伸入所述第二机械手指部的一端内，且所述第二夹持传动机构的所述传动齿轮杆的所述第一连接杆与所述第二机械手指部的一端的内壁固定连接；

所述第三夹持传动机构的所述驱动电机安装于所述第二机械手指部内，所述第三夹持传动机构的所述伞形齿轮设于所述第二机械手指部内，所述第三夹持传动机构的所述第一驱动齿轮设于所述第二机械手指部内，且所述第三夹持传动机构的所述第一驱动齿轮通过所述转轴与所述第二机械手指部转动连接，所述第三夹持传动机构的所述第二驱动齿轮设于所述第二机械手指部内，且所述第三夹持传动机构的所述第二驱动齿轮通过所述转轴与所述第二机械手指部转动连接，所述第三夹持传动机构的所述第一连接板的一端与所述第二机械手指部的另一端的内壁固定连接，所述第三夹持传动机构的所述传动齿轮杆的所述第一连接杆伸入所述第一机械手指部的一端内，且所述第三夹持传动机构的所述传动齿轮杆的所述第一连接杆与所述第一机械手指部的一端的内壁固定连接。

上述的机械手，其中，所述机械手掌呈锥形设置，所述第一夹持传动机构的所述驱动电机沿所述机械手掌的轴向设置，所述第一夹持传动机构的所述伞形齿轮沿所述机械手掌的轴向设置，所述第一夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第一夹持传动机构的所述第二驱动齿轮的中心轴线同轴设置，所述第一夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第一夹持传动机构的所述驱动电机的驱动轴的中心轴线垂直设置，所述第一夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第一夹持传动机构的所述传动齿轮的中心轴线平行设置；

所述第三机械手指部呈锥形设置，所述第二夹持传动机构的所述驱动电机沿所述第三机械手指部的轴向设置，所述第二夹持传动机构的所述伞形齿轮沿所述第三机械手指部的轴向设置，所述第二夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第二夹持传动机构的所述第二驱动齿轮的中心轴线同轴设置，所述第二夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第二夹持传动机构的所述驱动电机的驱动轴的中心轴线垂直设置，所述第二夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第二夹持传动机构的所述传动齿轮的中心轴线平行设置；

所述第二机械手指部呈锥形设置，所述第三夹持传动机构的所述驱动电机沿所述第二机械手指部的轴向设置，所述第三夹持传动机构的所述伞形齿轮沿所述第二机械手指部的轴向设置，所述第三夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第三夹持传动机构的所述第二驱动齿轮的中心轴线同轴设置，所述第三夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第三夹持传动机构的所述驱动电机的驱动轴的中心轴线垂直设置，所述第三夹持传动机构的所述第一驱动齿轮的中心轴线与所述第三夹持传动机构的所述传动齿轮的中心轴线平行设置。

上述的机械手，其中，所述第三机械手指部的一端与所述机械手掌的另一端之间、所述第三机械手指部的另一端与所述第二机械手指部的一端之间、所述第二机械手指部的另一端与所述第一机械手指部的一端之间均通过套接件连接。

上述的机械手，其中，所述机械手掌的另一端设有至少三安装孔，三所述安装孔呈“品”字形设置，三所述机械手指分别安装于三所述安装孔内。

上述的机械手，其中，每一所述套接件均包括依次连接的若干伸缩套，两相邻所述伸缩套的端部转动连接，每一所述伸缩套均包括：两连接环和一伸缩件，两所述连接环的一侧转动连接，所述伸缩件的两端分别与两所述连接环固定连接。

上述的机械手，其中，若干所述伸缩套包括：第一伸缩套和第二伸缩套，所述第一伸缩套的一所述连接环与所述机械手掌的另一端或所述第三机械手指部的另一端或所述第二机械手指部的另一端转动连接，所述第一伸缩套的另一所述连接环与所述第二伸缩套的一所述连接环转动连接，所述第二伸缩套的另一所述连接环与所述第三机械手指部的一端或所述第二机械手指部的一端或所述第一机械手指部的一端转动连接。

上述的机械手，其中，所述连接件呈圆环状设置，所述连接件与所述机械臂传动轴的轴向固定连接，所述机械手掌的一端设于所述连接件内，所述机械手掌的一端与所述连接件的径向固定连接，三所述机械手指分别与所述机械手掌的另一端活动连接。

上述的机械手，其中，所述连接件的外径与所述机械臂传动轴的外径相等，所述机械手掌的一端的外径与所述连接件的内径相等，所述机械手掌的一端伸入所述连接件内；所述连接件的轴向设有若干第一通孔，若干所述第一通孔沿所述连接件的圆周方向呈等间距设置，所述连接件的径向设有若干第二通孔，若干所述第二通孔沿所述连接件的圆周方向呈等间距设置，若干所述第一通孔分别用于供若干第一螺钉穿过，若干所述第二通孔分别用于供若干第二螺钉穿过，若干所述第一螺钉分别穿过若干所述第一通孔，且通过若干所述第一螺钉轴向固定所述连接件和所述机械臂传动轴的端部，若干所述第二螺钉分别穿过所述第二通孔，且通过若干所述第二螺钉径向固定所述连接件与所述机械手掌的一端。

上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：

本发明的该种机械手包含三个品字形排列分布的机械手指，机械手指仿造人体手指，为了保证该种机械手的承载力达到10kg，布局合理，采用该种设计的机械手，灵活运作，能够实现握持、抓取、捏起等精细动作。

附图说明

图1为本发明一种机械手的整体结构示意图；

图2为本发明一种机械手中机械手本体的结构示意图；

图3为本发明一种机械手中连接环的结构示意图；

图4为本发明一种机械手中夹持传动机构的整体结构示意图；

图5为本发明一种机械手中夹持传动机构的结构示意图；

图6为本发明一种机械手中夹持传动机构的俯视图；

图7为本发明一种机械手中套接件的结构示意图；

附图中：1、机械臂传动轴；2、连接件；3、机械手本体；4、夹持传动机构；5、套接件；31、机械手掌；32、机械手指；311、第一机械手指部；312、第二机械手指部；313、第三机械手指部；41、驱动电机；42、伞形齿轮；43、第一驱动齿轮；431、伞齿部；432、齿轮部；44、第二驱动齿轮；45、第一连接板；46、传动齿轮杆；47、转轴；48、固定杆；461、第一连接杆；462、传动齿轮；463、凸齿；51、伸缩套；511、连接环；512、伸缩件；61、第一伸缩套；62、第二伸缩套；71、第一通孔；72、第二通孔；9、摄像头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1为本发明一种机械手的整体结构示意图，图2为本发明一种机械手中机械手本体的结构示意图，图3为本发明一种机械手中连接环的结构示意图，图4为本发明一种机械手中夹持传动机构的整体结构示意图，图5为本发明一种机械手中夹持传动机构的结构示意图，图6为本发明一种机械手中夹持传动机构的俯视图，图7为本发明一种机械手中套接件的结构示意图，如图1至图7所示，示出了一种较佳实施例的机械手，包括：机械臂传动轴1、连接件2和机械手本体3，机械手本体3的一端通过连接件2与机械臂传动轴1固定连接，机械臂传动轴1用于驱动机械手本体3活动。

进一步，作为一种较佳的实施例，机械手本体3包括：一机械手掌31和至少三机械手指32，机械手掌31的一端与连接件2固定连接，三机械手指32活动设于机械手掌31的另一端，一机械手指32位于机械手掌31的一侧，另两机械手指32位于机械手掌31的另一侧，另两机械手指32分别位于该一机械手指32的两侧，三机械手指32呈“品”字形设置。

进一步，作为一种较佳的实施例，每一机械手指32均包括：第一机械手指部311、第二机械手指部312和第三机械手指部313，第三机械手指部313的一端与机械手掌31的另一端之间、第三机械手指部313的另一端与第二机械手指部312的一端之间、第二机械手指部312的另一端与第一机械手指部311的一端之间均通过夹持传动机构4活动连接。

进一步，作为一种较佳的实施例，每一夹持传动机构4均包括：驱动电机41、伞形齿轮42、第一驱动齿轮43、第二驱动齿轮44、第一连接板45和两传动齿轮杆46，驱动电机41安装于机械手掌31内或第三机械手指部313内或第二机械手指部312内，伞形齿轮42设于机械手掌31内或第三机械手指部313内或第二机械手指部312内，伞形齿轮42与驱动电机41的驱动轴传动连接，第一驱动齿轮43设于机械手掌31内或第三机械手指部313内或第二机械手指部312内，第一驱动齿轮43通过转轴47与机械手掌31的内壁或第三机械手指部313的内壁或第二机械手指部312的内壁转动连接，第一驱动齿轮43包括相互连接的伞齿部431和齿轮部432，伞形齿轮42与伞齿部431啮合连接，第二驱动齿轮44设于机械手掌31内或第三机械手指部313内或第二机械手指部312内，第二驱动齿轮44通过转轴47与机械手掌31的内壁或第三机械手指部313的内壁或第二机械手指部312的内壁转动连接，第二驱动齿轮44与第一驱动齿轮43相正对，第二驱动齿轮44通过固定杆48与第一驱动齿轮43固定连接，第一连接板45的一端与机械手掌31的另一端的内壁或第三机械手指部313的另一端的内壁或第二机械手指部312的另一端的内壁固定连接，每一传动齿轮杆46均设于第三机械手指部313的一端或第二机械手指部312的一端或第一机械手指部311的一端内，每一传动齿轮杆46均包括依次连接的第一连接杆461、传动齿轮462和凸齿463，第一连接杆461的一端与第三机械手指部313的一端的内壁或第二机械手指部312的一端的内壁或第一机械手指部311的一端的内壁固定连接，传动齿轮462通过转轴47与第一连接板45的另一端转动连接，两凸齿463分别与齿轮部432、第二驱动齿轮44啮合连接。

进一步，作为一种较佳的实施例，三夹持传动机构4包括：第一夹持传动机构、第二夹持传动机构和第三夹持传动机构，第一夹持传动机构设于机械手掌31与第三机械手指部313之间，第二夹持传动机构设于第三机械手指部313与第二机械手指部312之间，第三夹持传动机构设于第二机械手指部312与第一机械手指部311之间。

进一步，作为一种较佳的实施例，第一夹持传动机构的驱动电机41安装于机械手掌31内，第一夹持传动机构的伞形齿轮42设于机械手掌31内，第一夹持传动机构的第一驱动齿轮43设于机械手掌31内，且第一夹持传动机构的第一驱动齿轮43通过转轴47与机械手掌31转动连接，第一夹持传动机构的第二驱动齿轮44设于机械手掌31内，且第一夹持传动机构的第二驱动齿轮44通过转轴47与机械手掌31转动连接，第一夹持传动机构的第一连接板45的一端与机械手掌31的另一端的内壁固定连接，第一夹持传动机构的传动齿轮杆46的第一连接杆461伸入第三机械手指部313的一端内，且第一夹持机构的传动齿轮杆46的第一连接杆461与第三机械手指部313的一端的内壁固定连接。

进一步，作为一种较佳的实施例，第二夹持传动机构的驱动电机41安装于第三机械手指部313内，第二夹持传动机构的伞形齿轮42设于第三机械手指部313内，第二夹持传动机构的第一驱动齿轮43设于第三机械手指部313内，且第二夹持传动机构的第一驱动齿轮43通过转轴47与第三机械手指部313转动连接，第二夹持传动机构的第二驱动齿轮44设于第三机械手指部313内，且第二夹持传动机构的第二驱动齿轮44通过转轴47与第三机械手指部313转动连接，第二夹持传动机构的第一连接板45的一端与第三机械手指部313的另一端的内壁固定连接，第二夹持传动机构的传动齿轮杆46的第一连接杆461伸入第二机械手指部312的一端内，且第二夹持传动机构的传动齿轮杆46的第一连接杆与第二机械手指部312的一端的内壁固定连接。

进一步，作为一种较佳的实施例，第三夹持传动机构的驱动电机41安装于第二机械手指部312内，第三夹持传动机构的伞形齿轮42设于第二机械手指部312内，第三夹持传动机构的第一驱动齿轮43设于第二机械手指部312内，且第三夹持传动机构的第一驱动齿轮43通过转轴47与第二机械手指部312转动连接，第三夹持传动机构的第二驱动齿轮44设于第二机械手指部312内，且第三夹持传动机构的第二驱动齿轮44通过转轴47与第二机械手指部312转动连接，第三夹持传动机构的第一连接板45的一端与第二机械手指部312的另一端的内壁固定连接，第三夹持传动机构的传动齿轮杆46的第一连接杆461伸入第一机械手指部311的一端内，且第三夹持传动机构的传动齿轮杆46的第一连接杆461与第一机械手指部311的一端的内壁固定连接。

进一步，作为一种较佳的实施例，机械手掌31呈锥形设置，第一夹持传动机构的驱动电机41沿机械手掌31的轴向设置，第一夹持传动机构的伞形齿轮42沿机械手掌31的轴向设置，第一夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第一夹持传动机构的第二驱动齿轮44的中心轴线同轴设置，第一夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第一夹持传动机构的驱动电机41的驱动轴的中心轴线垂直设置，第一夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第一夹持传动机构的传动齿轮462的中心轴线平行设置。

进一步，作为一种较佳的实施例，第三机械手指部313呈锥形设置，第二夹持传动机构的驱动电机41沿第三机械手指部313的轴向设置，第二夹持传动机构的伞形齿轮42沿第三机械手指部313的轴向设置，第二夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第二夹持传动机构的第二驱动齿轮44的中心轴线同轴设置，第二夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第二夹持传动机构的驱动电机41的驱动轴的中心轴线垂直设置，第二夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第二夹持传动机构的传动齿轮462的中心轴线平行设置。

进一步，作为一种较佳的实施例，第二机械手指部312呈锥形设置，第三夹持传动机构的驱动电机41沿第二机械手指部312的轴向设置，第三夹持传动机构的伞形齿轮42沿第二机械手指部312的轴向设置，第三夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第三夹持传动机构的第二驱动齿轮44的中心轴线同轴设置，第三夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第三夹持传动机构的驱动电机41的驱动轴的中心轴线垂直设置，第三夹持传动机构的第一驱动齿轮43的中心轴线与第三夹持传动机构的传动齿轮462的中心轴线平行设置。

进一步，作为一种较佳的实施例，第三机械手指部313的一端与机械手掌31的另一端之间、第三机械手指部313的另一端与第二机械手指部312的一端之间、第二机械手指部312的另一端与第一机械手指部311的一端之间均通过套接件5连接。优选地，套接件5能够遮挡机械手指32间的内部的结构，外形美观。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图7所示，机械手掌31的另一端设有至少三安装孔，三安装孔呈“品”字形设置，三机械手指32分别安装于三安装孔内。

本发明的进一步实施例中，每一套接件5均包括依次连接的若干伸缩套51，两相邻伸缩套51的端部转动连接，每一伸缩套51均包括：两连接环511和一伸缩件512，两连接环511的一侧转动连接，伸缩件512的两端分别与两连接环511固定连接。

本发明的进一步实施例中，若干伸缩套51包括：第一伸缩套61和第二伸缩套62，第一伸缩套61的一连接环511与机械手掌31的另一端或第三机械手指部313的另一端或第二机械手指部312的另一端转动连接，第一伸缩套61的另一连接环511与第二伸缩套62的一连接环511转动连接，第二伸缩套62的另一连接环与第三机械手指部313的一端或第二机械手指部312的一端或第一机械手指部311的一端转动连接。优选地，伸缩套51与机械手指32的形状一致，当机械手指32的截面为圆形时，伸缩套51的截面为圆形；当机械手指32的截面为矩形时，伸缩套51的截面为矩形。

优选地，伸缩套51在被压缩状态下，位于机械手指32内。

本发明的进一步实施例中，连接件2呈圆环状设置，连接件2与机械臂传动轴1的轴向固定连接，机械手掌31的一端设于连接件2内，机械手掌31的一端与连接件2的径向固定连接，三机械手指32分别与机械手掌31的另一端活动连接。

本发明的进一步实施例中，连接件2的外径与机械臂传动轴1的外径相等，机械手掌31的一端的外径与连接件2的内径相等，机械手掌31的一端伸入连接件2内。

本发明的进一步实施例中，连接件2的轴向设有若干第一通孔71，若干第一通孔71沿连接件2的圆周方向呈等间距设置，连接件2的径向设有若干第二通孔72，若干第二通孔72沿连接件2的圆周方向呈等间距设置，若干第一通孔71分别用于供若干第一螺钉穿过，若干第二通孔72分别用于供若干第二螺钉穿过，若干第一螺钉分别穿过若干第一通孔71，且通过若干第一螺钉轴向固定连接件2和机械臂传动轴1的端部，若干第二螺钉分别穿过第二通孔72，且通过若干第二螺钉径向固定连接件2与机械手掌31的一端。

本发明的进一步实施例中，凸齿463、传动齿轮462和第一连接杆461为一体式结构。

优选地，机械手掌31上设有摄像头9和两接口，两接口可为信号接口、电源接口等。

本发明的该种机械手包含三个品字形排列分布的机械手指，机械手指仿造人体手指，为了保证该种机械手的承载力达到10kg，布局合理，采用该种设计的机械手，灵活运作，能够实现握持、抓取、捏起等精细动作。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。