关节结构及机械手的制作方法

1.本实用新型涉及机械手领域，具体是涉及一种关节结构及机械手。


背景技术：

2.现有机器人及机械手一般在运动的关节(例如手指关节)上设置有驱动电机来驱动该关节自身或下一级关节运动，例如公开号为cn111975791a的中国发明专利申请公开了一种飞行仿生控制手臂救援机器人，该方案采用手指步进电机来驱动手指关节的运动，然而这种方式一方面导致运动关节的自重较大，导致关节运动的负载较大，另一方面，机械手的空间较为狭小，尤其是手指的体积更为狭小，在机械手上(尤其是在手指上)设置电机等驱动/传动部件的难度较大。
3.为了解决上述技术问题，一些现有技术采用软轴传递扭矩，例如公开号为cn108312138a的中国发明专利申请公开了一种多关节机械臂，该方案采用软轴、齿轮和减速器组成驱动关节转动的传动链，然而一方面，该方案的齿轮和减速器同样会增大运动关节的自重，另一方面，在机械手领域，手指关节的空间狭小，不利于设置软轴、齿轮与减速器的配合，采用软轴、齿轮与减速器的配合驱动手指关节转动的方案生产加工难度较大。
4.进一步地，为了解决上述技术问题，还有一些现有技术采用第三软绳/线驱动手指运动，例如公开号为cn111604934a的中国发明专利申请公开了一种仿生柔顺机械手，以及例如公开号为cn110142791a的中国发明专利申请公开了一种高集成的机械手，然而，一方面，该类方案采用同一第三软绳/线驱动对应手指的多个关节同步运动，而不能对手指的各关节进行分别驱动，手指能够完成的动作样式单一；另一方面，该类方案的将驱动电机设置在手掌上，导致手掌的自重较大。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的之一是提供一种活动关节自重较轻且各活动关节能够单独运动的关节结构。
6.本实用新型提供的关节结构包括第一关节、第二关节和第三关节，第一关节与第二关节通过第一铰轴可转动地连接，第二关节与第三关节可转动地连接；第一铰轴上具有第一过线孔，第一过线孔与第一铰轴的轴线相交，第一过线孔的贯通方向垂直于第一铰轴的轴线；第一过线孔的开口朝向第一关节，和/或第一过线孔的开口朝向第二关节；还包括第三软绳，第三软绳的走线路径依次经过第一关节和第二关节后到达第三关节，第三软绳从第一过线孔穿过，第三软绳与第三关节固定连接。
7.由上可见，这样第二关节相对第一关节转动时，不会引起第三软绳的长度发生明显变化，第三软绳的长度不容易受第二关节的转动干扰，因此本实用新型能够通过拉扯第三软绳来单独驱动第三关节转动，有利于提升关节结构运动姿态的多样性，相较于公开号为cn111604934a及cn110142791a的方案而言，本实用新型的关节结构能够完成更加复杂的动作；并且，本实用新型不用在第二关节和第三关节上设置电机、齿轮等较重质地的动力部
件就能对第二关节和第三关节进行单独转动，不仅有利于减轻活动关节的自重，而且有利于简化关节结构的结构，有利于降低关节结构的生产装配难度。
8.一个优选的方案是，第一过线孔具有第一孔段，第一孔段的沿贯通方向的两端分别为第一孔端和第二孔端，第一孔段与第一铰轴的轴线相交于第一孔端，第二孔端为第一过线孔的其中一端开口，从第一孔端至第二孔端，第一孔段在第二关节与第三关节相对转动的周向上的尺寸逐渐增大。
9.由上可见，这样在第二关节单独转动时，不容易因为第一铰轴的自身料厚而导致第三软绳的长度发生变化，进一步有利于降低第二关节的转动对第三软绳的长度造成影响，进一步有利于提升对第三关节单独操控的准确性。
10.另一个优选的方案是，第一关节与第二关节均具有中空孔路，第三软绳依次穿过第一关节的中空孔路、第一过线孔和第二关节的中空孔路。
11.由上可见，这样有利于方便第三软绳及后述其它软质绳的走线。
12.再一个优选的方案是，第三软绳包括第五绳和第六绳，第五绳与第六绳均用于拉扯第三关节相对第二关节绕同一轴线转动，第三关节在第五绳拉扯作用下的转动方向与其在第六绳拉扯作用下的转动方向相反。
13.由上可见，这样第三关节在向正反两个方向转动时均由第三软绳拉扯进行，便于通过第三软绳操控第三关节向第二关节的正反两个方向弯转动和弯折，第三关节的运动可控性更好，且关节结构能够完成更加复杂多样的动作。
14.又一个优选的方案是，还包括第一软绳，第一软绳的走线路径经第一关节到达第二关节，第一软绳与第二关节固定连接。
15.由上可见，这样进一步有利于降低整个关节结构的自重，当然，在第一关节为固定设置的情况下，也可以在第一关节上设置电机驱动第一铰轴转动。
16.进一步的方案是，第一软绳包括第一绳和第二绳，第一绳与第二绳均用于拉扯第二关节相对第一铰轴的轴线转动，第二关节在第一绳拉扯作用下的转动方向与第二关节在第二绳拉扯作用下的转动方向相反。
17.又一个优选的方案是，第一铰轴与第一关节固定连接，或第一铰轴与第二关节固定连接。
18.由上可见，这样有利于第一过线孔的朝向稳定，有利于避免因为第一铰轴的不确定转动而造成第三软绳的长度发生变化。
19.又一个优选的方案是，第一铰轴具有第一轴和第二轴，第一铰轴与第一关节相对第一轴可转动地连接，第一铰轴与第二关节相对第二轴可转动地连接，第一过线孔与第一轴的轴线相交，第一过线孔与第二轴的轴线相交。
20.由上可见，这样进一步有利于第二关节完成更加复杂多样的动作。
21.进一步的方案是，第一轴的轴线与第二轴的轴线共面且垂直。
22.进一步的方案是，第一绳与第二绳均用于拉扯第二关节相对第二轴转动，第二关节在第一绳拉扯作用下的转动方向与第二关节在第二绳拉扯作用下的转动方向相反。
23.进一步的方案是，还包括第二软绳，第二软绳的走线路径经过第一关节到达第一铰轴，第二软绳与第一铰轴固定连接。
24.更进一步的方案是，第二软绳包括第三绳和第四绳，第三绳与第四绳均用于拉扯
第一铰轴相对第一轴转动，第一铰轴在第三绳拉扯作用下的转动方向与第一铰轴在第四绳拉扯作用下的转动方向相反。
25.进一步的方案是，第二关节与第三关节通过第二铰轴进行连接，第二铰轴具有第三轴和第四轴，第二铰轴与第二关节相对的第三轴可转动地连接，第二铰轴与第三关节相对第四轴可转动地连接。
26.由上可见，这样进一步有利于第三关节完成更加复杂多样的动作。
27.更进一步的方案是，第二铰轴具有第二过线孔，第三软绳穿过第二过线孔。
28.由上可见，这样有利于规范第三软绳的走线路径。
29.更进一步的方案是，还包括第四软绳，第四软绳的走线路径依次经过第一关节和第二关节后到达第二铰轴，第四软绳与第二铰轴固定连接，第四软绳穿过第一过线孔。
30.更进一步的方案是，第五绳与第六绳均用于拉扯第三关节相对第四轴转动，第三关节在第五绳拉扯作用下的转动方向与第三关节在第六绳拉扯作用下的转动方向相反。
31.更进一步的方案是，第四软绳包括第七绳和第八绳，第七绳与第八绳均用于拉扯第二铰轴相对第三轴转动，第二铰轴在所述第七绳拉扯作用下的转动方向与第二铰轴在第八绳拉扯作用下的转动方向相反。
32.又一个优选的方案是，还包括绳牵引器，绳牵引器包括转轴，转轴与第一关节可转动地连接，第三软绳的第一端固定在转轴上，第三软绳沿转轴的周向缠绕在转轴上，第三软绳的第二端与第三关节固定连接。
33.进一步的方案是，转轴包括第一绕线体和第二绕线体，第一绕线体与第二绕线体的轴线重合，第一绕线体与第二绕线体可转动地连接，第一绕线体与第二绕线体相对转动的轴线与转轴的轴线重合，第一绕线体与第二绕线体之间具有限位结构，限位结构限制第一绕线体与第二绕线体相对转动的角度范围，第五绳缠绕于第一绕线体上，第六绳缠绕于第二绕线体上，第五绳与第六绳的在转轴的周向上的缠绕方向相反。
34.由上可见，这样能够采用一个绳牵引器拉扯同一转动关系的两根软绳，且能够解决同一转动关系的两根软绳之间的伸缩长度矛盾；有利于减少绳牵引器的数量，这样在后述的机械手中，使得将各活动关节单独控制所需的全部绳牵引器均布置在手掌上上成为可能，有利于机械手的各活动关节均实现单独控制。
35.更进一步的方案是，转轴还包括基轴，基轴与第一关节可转动地连接；第一绕线体可转动地套于基轴上，第一绕线体与基轴之间具有限位结构，和/或第二绕线体可转动地套于基轴上，第二绕线体与基轴之间具有限位结构。
36.更进一步的方案是，绳牵引器还包括安装架，安装架上具有引线通孔，转轴与安装架可转动地连接，安装架与第一关节固定连接，第三软绳从引线通孔穿出绳牵引器。
37.再进一步的方案是，安装架呈框状，转轴位于安装架的框腔中，引线通孔开设于安装架的侧壁上，绳牵引器的数量为多个，至少两个绳牵引器的安装架叠置。
38.由上可见，这样进一步有利于在机械手的手掌上布置更多的绳牵引器，进一步有利于使机械手的各活动关节均得到单独控制。
39.进一步的方案是，还包括软轴，软轴的一端与转轴同轴固定连接。
40.由上可见，这样有利于降低关节结构整体的自重，在本实用新型的关节结构应用于机械手时，有利于降低机械手的整体自重，有利于节约能源，提升经济性。
41.本实用新型的目的之二是提供一种活动关节自重较轻且各活动关节能够单独运动的机械手。
42.本实用新型提供的机械手包括至少两个前述的关节结构，第一关节、第二关节及第三关节构成机械手的手指关节。
附图说明
43.图1是本实用新型关节结构实施例一与基板配合的结构示意图；
44.图2是本实用新型关节结构实施例一的部分结构分解图；
45.图3是本实用新型关节结构实施例一中绳牵引器的结构图；
46.图4是本实用新型关节结构实施例一中绳牵引器的分解图；
47.图5是本实用新型关节结构实施例一中转轴的分解图；
48.图6是本实用新型关节结构实施例二与基板配合的结构示意图；
49.图7是本实用新型关节结构实施例第二的部分结构分解图。
具体实施方式
50.关节结构及机械手实施例一：
51.本实施例的机械手为仿生机械手，本实施例的机械手包括手掌和多根手指，请参照图1及图2，手掌包括板状的基体100，本实施例的关节结构包括第一关节1、第二关节2、第三关节3、绳牵引器4和软质绳5，第一关节1、第二关节2和第三关节3构成机械手的手指的主体结构，第一关节1与基体100固定连接，第二关节2与第三关节3构成手指的活动关节。
52.第一关节1与第二关节2通过第一铰轴7可转动地连接，第二关节2与第三关节3通过第二铰轴8可转动地连接，第一铰轴7的轴线与第二铰轴8的轴线平行，且均沿第一方向m。
53.第一关节1、第二关节2及第三关节3均呈筒状，第一关节1、第二关节2及第三关节3的筒腔为中空孔路，第一方向m垂直于第一关节1的轴向i，第一方向m垂直于第二关节2的轴向j，第一方向m垂直于第三关节3的轴向k。
54.沿第一关节1的轴向i，第一关节1的一端固定连接有进线过线轴6，进线过线轴6与第一关节1的筒腔正对，第一关节1的另一端具有两个第一铰接耳13(见图2)，第一铰接耳13沿第一关节1的轴向i朝外凸出，两个第一铰接耳13沿第一方向m分布，第一铰接耳13具有沿第一方向m贯通的第一通孔131。
55.可选择地，在本实用新型机械手的其它实施例中，基体与第一关节也可以通过铰轴连接，当然就关节结构而言，这样该方案中的基体实质上单独构成本实施例的第一关节1，该方案的第一关节实质上构成本实施例的第二关节2。
56.沿第二关节2的轴向j，第二关节2的一端具有两个第二铰接耳21，第二关节2的另一端具有两个第三铰接耳22，第二铰接耳21及第三铰接耳22各自沿第二关节2的轴向j朝外凸出，两个第二铰接耳21沿第一方向m分布，两个第三铰接耳22沿第一方向m分布，第二铰接耳21具有沿第一方向m贯通的第二通孔211，第三铰接耳22具有沿第一方向m贯通的第三通孔221。
57.沿第三关节3的轴向k，第三关节3的靠近第二关节2的一端具有两个第四铰接耳31，第四铰接耳31沿第三关节3的轴向朝外凸出，两个第四铰接耳31沿第一方向m分布，第四
铰接耳31具有沿第一方向m贯通的第四通孔311。
58.两个第一铰接耳13均与第一铰轴7可转动地连接，第一铰轴7穿设于两个第一通孔131中，两个第二铰接耳21均与第一铰轴7固定连接，第一铰轴7穿设于两个第二通孔211中，沿第一方向m，两个第一铰接耳13位于两个第二铰接耳21的内侧。
59.两个第三铰接耳22均与第二铰轴8可转动地连接，第二铰轴8穿设于两个第三通孔221中，两个第四铰接耳31均与第二铰轴8固定连接，第二铰轴8穿设于两个第四通孔311中，沿第一方向m，两个第三铰接耳22位于两个第四铰接耳31的内侧。
60.优选地，第一关节1、第二关节2及第三关节3三者的主体结构类似且均由两个半筒组成，以第一关节1为例，请参照图2，第一关节1包括第一半筒11和第二半筒12，第一半筒11与第二半筒12沿第一方向m分布，第一半筒11与第二半筒12卡接，这样便于将第一铰轴7穿入第一通孔131中，同理便于将第一铰轴7穿入第二通孔211中；第二关节2的主体结构及第三关节3的主体结构参照第一关节1，这样便于将第二铰轴8穿入第三通孔221和第四通孔311中；此外，这样也便于后述第一引线架15、第二引线架24、第一固线架23及第二固线架33的固定安装。
61.进线过线轴6上具有进线过线孔61，本实施例的进线过线孔61沿第一关节1的轴向i贯通进线过线轴6，第一铰轴7上具有第一过线孔71，第一过线孔71沿第二关节2的轴向j贯通第一铰轴7，第一过线孔71与第一铰轴7的轴线相交。
62.软质绳5包括第一软绳5a和第三软绳5c，第一软绳5a包括第一绳51和第二绳52，第一绳51与第二绳52均用于拉扯第二关节2相对第一铰轴7的轴线转动，第二关节2在第一绳51拉扯作用下的转动方向与第二关节2在第二绳52拉扯作用下的转动方向相反，第一软绳5a从进线过线孔61引入第一关节1，然后依次经过第一关节1的筒腔到达第二关节2，第一软绳5a与第二关节2固定连接，其中，第一绳51与第二绳52分别从第一铰轴7的两侧经过，即第一铰轴7位于第一绳51与第二绳52之间，第一绳51与第二关节2连接于第一位置，第二绳52与第二关节2连接于第二位置，第一铰轴7的轴线至第一位置的距离等于第一铰轴7的轴线至第二位置的距离。
63.本实施例仅给出第一位置与第二位置的一个实例，在本实用新型的其它实施例中，第一铰轴7的轴线至第一位置的距离不一定等于第一铰轴7的轴线至第二位置的距离，此时可以通过调整第一绕线体422的外周面周长和第二绕线体423的外周面周长来适应第一位置与第二位置的变化。
64.第三软绳5c包括第五绳55和第六绳56，第五绳55与第六绳56均用于拉扯第三关节3相对第二铰轴8的轴线转动，第三关节3在第五绳55拉扯作用下的转动方向与第三关节3在第六绳56拉扯作用下的转动方向相反，第三软绳5c从进线过线孔61引入第一关节1，然后依次经过第一关节1的筒腔、第一过线孔71和第二关节2的筒腔后到达第三关节3，第三软绳5c与第三关节3固定连接，其中，第五绳55与第六绳56分别从第二铰轴8的两侧经过，即第二铰轴8位于第五绳55与第六绳56之间，第五绳55与第三关节3连接于第五位置，第六绳56与第三关节3连接于第六位置，第二铰轴8的轴线至第五位置的距离等于第二铰轴8的轴线至第六位置的距离。
65.具体而言，本实施例第二关节2的筒腔内固定有第一固线架23，第一位置及第二位置均位于第一固线架23上，第一绳51及第二绳52均与第一固线架23固定连接；本实施例的
第三关节3的筒腔内固定有第二固线架33，第五位置及第六位置均位于第二固线架33上，第五绳55及第六绳56均与第二固线架33固定连接。
66.本实施例通过拉扯第一软绳5a来单独驱动第二关节2转动，并且，由于第三软绳5c从第一过线孔71穿过，第一过线孔71与第一铰轴7的轴线相交，且第一铰轴7的轴线为第二关节2的转动轴线，因而第二关节2的转动不会引起第三软绳5c的长度发生明显变化，第三软绳5c的长度不容易受第二关节2转动的干扰，因此本实施例能够通过拉扯第三软绳5c来单独驱动第三关节3转动，本实施例不用在第二关节2和第三关节3上设置电机、齿轮等较重质地的动力部件就能对第二关节2和第三关节3进行单独转动，不仅有利于减轻活动关节的自重，而且有利于提升关节结构运动姿态的多样性，相较于公开号为cn111604934a及cn110142791a的方案而言，本实施例的关节结构能够完成更加复杂的动作。
67.优选地，第一过线孔71具有第一孔段(图中未示出)，第一孔段的沿贯通方向的两端分别为第一孔端和第二孔端，第一孔段与第一铰轴7的轴线相交于第一孔端，第二孔端为第一孔段的朝向第一关节1的开口端，第一孔段的截面形状呈圆形，从第一孔端至第二孔端，第一孔段的截面直径逐渐增大；这样在第二关节2单独转动时，不容易因为第一铰轴7的自身料厚而导致第三软绳5c的长度发生变化，进一步有利于降低第二关节2的转动对第三软绳5c的长度造成影响，进一步有利于提升对第三关节3单独操控的准确性；本实施例将第一孔段的截面形状设置成圆形能够更加方便第一孔段的加工，当然可选择地，第一孔段的截面形状也可以不为圆形，但第一孔段仍需保证其在第一铰轴7周向上的尺寸从第一孔端至第二孔端逐渐增大。
68.更优选地，第一过线孔71由两个相背的第一孔段组成，两个第一孔段连通于第一铰轴7的轴线处。
69.优选地，第一关节1的筒内固定有第一引线架15，第一引线架15位于第一关节1的沿轴向i靠近第二关节2的一端，第一引线架15在第一方向m两端均具有沿第一方向m凸出的第一插脚152，第一半筒11及第二半筒12上均具有第一插孔14(参见图2)，第一插脚152插接于第一插孔14中，第一引线架15与第一关节1的主体结构插接固定，第一引线架15上具有两个第一引线孔151，第一绳51从其中的一个第一引线孔151穿过，第二绳52从另一个第一引线孔151中穿过，两个第一引线孔151至第一铰轴7的轴线的距离相等，第一引线孔151的设置有利于第一软绳5a的规范走线。
70.优选地，第二关节2的筒腔内固定有第二引线架24，第二引线架24位于第二关节2的沿轴向j靠近第三关节3的一端，第二引线架24上具有两个第二引线孔241，第五绳55从其中一个第二引线孔241中穿过，第六绳56从另一个第二引线孔241中穿过，两个第二引线孔至第二铰轴8的轴线的距离相等，第二引线孔241的设置有利于第三软绳5c的规范走线。
71.第一固线架23的固定方式、第二固线架33的固定方式及第二引线架24的固定方式均参照第一引线架15的固定方式进行，这里不再赘述。
72.请参照图1，本实施例的软质绳5采用绳牵引器4进行操控，本实施例采用空间直角坐标系(右手系)表示绳牵引器4中各特征的相对位置关系，请参照图3及图4，绳牵引器4包括安装架41、转轴42和软轴43，安装架41呈矩形框状，安装架41具有四个框壁，四个框壁分别为第一壁、第二壁、第三壁和第四壁，第一壁与第三壁沿x轴方向相对设置，第二壁与第四壁沿y轴方向相对设置，第一壁上具有沿x轴方向贯通的第一安装孔413，第二壁上具有沿y
轴方向贯通的第三引线孔414，第三壁上具有沿x轴方向贯通的第二安装孔415，第四壁上具有沿y轴方向贯通的第四引线孔416，第一安装孔413与第二安装孔415为轴线重合的圆孔。
73.具体地，安装架41包括沿z轴方向叠置的第一半架411和第二半架412，第一半架411及第二半架412均呈矩形框状，第一半架411与第二半架412在角部位置采用螺钉45固定连接，第一安装孔413、第三引线孔414、第二安装孔415及第四引线孔416均形成于第一半架411与第二半架412的结合处；这样设置便于将转轴42穿设于第一安装孔413和第二安装孔415中。
74.请参照图3至图5，转轴42包括基轴421、第一绕线体422和第二绕线体423，转轴42的轴线沿x轴方向，基轴421的一端可转动地穿设于第一安装孔413中，基轴421的另一端可转动地穿设于第二安装孔415中，第一绕线体422及第二绕线体423均可转动地套于基轴421上，基轴421上具有沿x轴正向依次间隔分布的传动连接部4211、第一限位部4212、第二限位部4213和轴端限位部4214，传动连接部4211、第一限位部4212、第二限位部4213及轴端限位部4214均从基轴421的外周壁沿径向朝外凸出，其中，第一限位部4212对应的圆心角为30
°
，第二限位部4213对应的圆心角为30
°
。
75.传动连接部4211、第一壁、第一限位部4212、第一绕线体422、第二限位部4213、第二绕线体423、第三壁及轴端限位部4214沿x轴正向依次接触配合，第一绕线体422具有沿x轴方向凸出的第三限位部42221，第三限位部42221对应的圆心角为30
°
，第二绕线体423具有沿x轴方向凸出的第四限位部42321，第四限位部42321对应的圆心角为30
°
，第一限位部4212位于第三限位部42221的转动路径上，第二限位部4213位于第四限位部42321的转动路径上。
76.具体地，请参照图5，第一绕线体422包括一个第一环套4222和两个第一半套4221，两个第一半套4221固定连接并共同围套在基轴421的外周，第一半套4221具有沿x轴负向凸出的凸部42211，两个第一半套4221的凸部42211结合后固定插接于腰形通孔42222(参见图5)中；这样在基轴421上安装第一绕线体422时，第一环套4222能够经过轴端限位部4214和第二限位部4213套至第一限位部4212与第二限位部4213之间，便于实现第一绕线体422与基轴421的配合安装；第二绕线体423包括一个第二环套4232和两个第二半套4231，第二绕线体423的结构参照第一绕线体422进行设置，这里不再赘述。
77.传动连接部4211具有连接孔(图中未示出)和紧固孔42111，连接孔开口于传动连接部4211的x轴负向侧，紧固孔开口于传动连接部4211的周壁上，连接孔与紧固孔连通，软轴43插接于连接孔中，紧固螺钉44固定在紧固孔42111中，紧固螺钉44将软轴43挤压固定在连接孔中。
78.同一关节结构对应的绳牵引器4的数量为两个，两个绳牵引器4分别为第一牵引器4a和第三牵引器4c，第一牵引器4a牵引第一软绳5a，第三牵引器4c牵引第三软绳5c，以第一牵引器4a与第一软绳5a的配合为例，第一绳51的一端与第一绕线体422固定连接，第一绳51沿转轴42的周向缠绕于第一绕线体422的外周，第二绳52的一端与第二绕线体423固定连接，第二绳52沿转轴42的周向缠绕于第二绕线体423的外周，第一绳51与第二绳52的在转轴42周向上的缠绕方向相反，第一绳51从第三引线孔414穿出第一牵引器4a，第二绳52从第四引线孔416穿出第一牵引器4a，第一软绳5a在穿出第一牵引器4a后引至进线过线孔61。
79.第三软绳5c与第三牵引器4c的配合关系同第一软绳5a与第一牵引器4a的配合，这
里不再赘述。
80.本实施例的转轴42直接与安装架41可转动地连接，由于安装架41、基体100与第一关节1固定连接，因而转轴42与第一关节1间接形成了可转动连接。
81.在第一牵引器4a的软轴43驱动转轴42转动时，第一牵引器4a对第一绳51收线且同时对第二绳52放线(或者第一牵引器4a对第一绳51放线且同时对第二绳52收线)，第二关节2在第一软绳5a的拉扯作用下相对第一关节1偏向第一软绳5a一侧转动；同理，在第三牵引器4c的软轴43驱动转轴42转动时，第三关节3在第三软绳5c的拉扯作用下相对第二关节2转动。
82.并且，由于本实施例的第一软绳5a包括第一绳51和第二绳52，因而本实施例能够通过第一软绳5a操控第二关节2向第一关节1的正反两个方向弯转动和弯折，同理本实施例能够通过第三软绳5c操控第三关节3向第二关节2的正反两个方向弯转动和弯折，有利于提升关节结构运动的可控性，且进一步有利于提升关节结构完成动作的复杂性和多样性，使得本实施例的机械手能够正反两个方向抓取物品，更有利于满足使用要求。
83.进一步地，由于第一绳51与第二绳52共用第一牵引器4a，且第五绳55与第六绳56共用第三牵引器4c，因此这有利于缩减绳牵引器4的数量，有利于降低生产加工难度以及有利于提升经济性，尤其是在本实施例机械手的方案中，由于机械手的手掌尺寸有限，导致基体100的尺寸有限，本实施例减少绳牵引器4的数量使得将各活动关节单独控制所需的全部绳牵引器4均布置在基体100上成为可能，有利于机械手的各活动关节均实现单独控制。
84.此外，由于第三关节3在相对第二关节2摆动的过程中，第五绳55与第六绳56的伸缩长度并不总是相等，例如在第三关节3相对第二关节2弯折至背向第五绳55一侧的状态下，第三关节3运动时第五绳55减短/伸长的长度需要大于第六绳56伸长/减短的长度；同理，在第三关节3相对第二关节2弯折至背向第六绳56一侧的状态下，第三关节3运动时第五绳55减短/伸长的长度需要小于第六绳56伸长/减短的长度；因此本实施例将第一绕线体422与基轴421可转动地连接，且第一绕线体422与基轴421之间设置有第一限位部4212与第三限位部42221的配合来限制第一绕线体422相对基轴421转动的角度范围，以及将第二绕线体423与基轴421可转动地连接，且第二绕线体423与基轴421之间设置有第二限位部4213与第四限位部42321的配合来限制第二绕线体423相对基轴421转动的角度范围；这样，在第五绳55处于收紧状态(即第五绳55拉扯第三关节3转动的状态)时，如果改变转轴42的转动方向(例如从逆时针方向转换为顺时针方向)，需要基轴421反转一定角度后才能带动第六绳56收紧，此时转轴42能够释放较长尺寸的第五绳55，反之亦然，这样便于满足第三关节3转动对第五绳55与第六绳56伸缩长度的需求；同理便于满足第二关节2转动对第一绳51与第二绳52伸缩长度的需求。
85.另外，由于本实施例的安装架41呈矩形框状，因此能够通过叠置安装架41的方式来使安装架41的布置紧凑，进一步便于将各活动关节单独控制所需的全部绳牵引器4均布置在基体100上。
86.可选择地，在本实用新型的其它实施例中，第一铰轴上开设有两个第一过线孔，两个第一过线孔沿第一铰轴的轴线分布，第五绳从其中一个第一过线孔穿过，第六绳从另一个第一过线孔中穿过；当然，优选第五绳与第六绳共用一个第一过线孔，这样有利于减少第一过线孔的数量，有利于降低加工难度。
87.可选择地，在本实用新型的其它实施例中，第一铰轴的轴线与第二铰轴的轴线也可以不平行，例如第一铰轴的轴线与第二铰轴的轴线垂直。
88.可选择地，在本实用新型的其它实施例中，也可以将第一绕线体和第二绕线体中的一个设为与基轴固定连接，例如将第一绕线体与基轴一体成型，此时第一绕线体与基轴形成新的第一绕线体，当然这样缠绕在该转轴上的两根绳的松紧调节角度范围会小于本实施例的方案。
89.可选择地，在本实用新型关节结构的其它实施例中，第一绳与第二绳也可以分别连接不同的绳牵引器，同理第五绳与第六绳也可以分别连接不同的绳牵引器，这样更有利于精确控制第二关节和第三关节，但这也导致绳牵引器的数量较多，不利于应用于活动关节较多且绳牵引器的设置空间较小的场合。
90.可选择地，在本实用新型的其它实施例中，第三关节还通过第三铰轴可转动地连接有第四关节，在该实施例中，第一铰轴与第二铰轴均参照本实施例的第一铰轴进行设置，拉扯驱动第四关节的第五软绳经第一关节的筒腔、第一过线孔、第二关节的筒腔、第二铰轴上的过线孔、第三关节的筒腔后到达第四关节，第五软绳与第四关节固定连接。
91.本实施例中，第一过线孔71全程均沿第二关节2的轴向j贯通第一铰轴7，也即第一过线孔71的贯通路径全程均与第一方向垂直，当然，在本实用新型的其它实施例中，也可以仅第一孔段的贯通方向与第一铰轴7的轴线垂直，除第一孔段外，第一过线孔71的其它区段可以沿其它方向贯通延伸；当然，优选采用本实施例第一过线孔71全程沿垂直于第一方向m的方向贯通第一铰轴，这有利于降低软质绳5通过第一过线孔71的阻力。
92.优选地，本实施例的软质绳5上涂覆有润滑脂，这进一步有利于降低软质绳5的行线阻力。
93.关节结构及机械手实施例二：
94.请参照图6及图7，本实施例的第一铰轴7’与第二铰轴8’均为十字铰轴，第一铰轴7’具有第一轴72’和第二轴73’，第一轴72’的轴线与第二轴73’的轴线共面且互相垂直，第一铰轴7’与第一关节1相对第一轴72’可转动地连接，第一铰轴7’与第二关节2相对第二轴73’可转动地连接，第一过线孔71’设于第一轴72’与第二轴73’的相交处，第一过线孔71’过第一轴72’的轴线，且第一过线孔71’过第二轴73’的轴线，第一过线孔71’的贯通方向垂直于第一轴72’的轴线，第一过线孔71’的贯通方向垂直于第二轴73’的轴线。
95.第二铰轴8’具有第三轴82’与第四轴83’，第三轴82’的轴线与第四轴83’的轴线共面且互相垂直，第二铰轴8’与第二关节2相对第三轴82’可转动地连接，第二铰轴8’与第三关节3相对第四轴83’可转动地连接，第二铰轴8’上具有第二过线孔81’，第二过线孔81’设于第三轴82’与第四轴83’的相交处，第二过线孔81’过第三轴82’的轴线，第二过线孔81’过第四轴83’的轴线，第二过线孔81’的贯通方向垂直于第三轴82’的轴线，第二过线孔81’的贯通方向垂直于第四轴83’的轴线。
96.本实施例的软质绳5’还包括第二软绳5b’和第四软绳5d’，本实施例的绳牵引器4’还包括第二牵引器4b’和第四牵引器4d’，第二软绳5b’与第二牵引器4b’配合连接，第四软绳5d’与第四牵引器4d’配合连接，第二软绳5b’与第二牵引器4b’的配合关系参照实施例一中第一软绳5a与第一牵引器4a的配合关系，第四软绳5d’与第四牵引器4d’的配合关系参照实施例一中第一软绳5a与第一牵引器4a的配合关系，这里不再赘述。
97.第一软绳5a’用于拉扯第二关节2’相对第二轴73’转动，第一软绳5a’参照实施例一中的第一软绳5a进行设置。
98.第二软绳5b’用于拉扯第一铰轴7’相对第一轴72’转动，第二软绳5b’从进线过线孔61’引入第一关节1’，然后经第一关节1’的筒腔到达第一铰轴7’，第二软绳5b’与第一铰轴7’固定连接。
99.第二软绳5b’包括第三绳53’和第四绳54’，第一铰轴7’在第三绳53’拉扯作用下的转动方向与第一铰轴7’在第四绳54’拉扯作用下的转动方向相反，第三绳53’与第一铰轴7’连接于第三位置，第四绳54’与第一铰轴7’连接于第四位置，第一轴72’的轴线至第三位置的距离等于第一轴72’的轴线至第四位置的距离。
100.第三软绳5c’用于拉扯第三关节3’相对第四轴83’转动。
101.第四软绳5d’用于拉扯第二铰轴8’相对第三轴82’转动，第四软绳5d’从进线过线孔61’引入第一关节1’，然后经过第一关节1’的筒腔、第一走线孔71’、第二关节2’的筒腔后到达第二铰轴8’，第四软绳5d’与第二铰轴8’固定连接。
102.第四软绳5d’包括第七绳57’和第八绳58’，第二铰轴8’在第七绳57’拉扯作用下的转动方向与第二铰轴8’在第八绳58’拉扯作用下的转动方向相反，第七绳57’与第二铰轴8’连接于第七位置，第八绳58’与第二铰轴8’连接于第八位置，第三轴82’的轴线至第七位置的距离等于第三轴82’的轴线至第八位置的距离。
103.本实施例第二关节2与第三关节3的转动方向更加多样，进一步有利于提升关节结构完成动作的复杂性和多样性，更有利于满足使用要求。
104.可选择地，在本实用新型的其它实施例中，第二过线孔包括两个，两个第二过线孔分置于第四轴的两侧，两个第二过线孔沿第三轴的轴线方向分布，例如两个第二过线孔均与第三轴的轴线相交。
105.可选择地，在本实用新型的其它实施例中，同一关节结构的第一铰轴与第二铰轴也可以设为不同，例如第一铰轴按本实用新型实施例一进行设置，第二铰轴按本实施例进行设置。
106.本实施例的其余部分同实施例一。
107.最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。