專利名稱：可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機器人靈巧手。
背景技術(shù)：
機器人靈巧手技術(shù)作為機器人技術(shù)的一個重要分支，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，
取得了很好的成績，也相繼誕生了一些有代表性的靈巧手，比如Stanford/JPL 手、Utan/M丄T手、DLR手、NASA手、SHADOW手等。 一些進步主要體現(xiàn)在 機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動、傳感、集成度以及控制等方面并且有其特定的手指數(shù)目、 布置，如Stanford/JPL手有三個手指，Utan/M丄T手和DLR手有四個手指，NASA 手和SHADOW手有五個手指。目前國內(nèi)外已研制成功的機器人多指靈巧手， 由于受到手指、手掌以及電氣系統(tǒng)等方面的限制，靈巧手不具有重構(gòu)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有機器人多指靈巧手，由于受到手指、手掌以 及電氣系統(tǒng)等方面的限制，靈巧手不具有重構(gòu)性的問題，提供一種可重構(gòu)機 器人多指靈巧手的手掌。本發(fā)明包含腕部連接件5、風(fēng)扇6、手掌電路板7、手 掌板8、手掌連接板9和托架10組成，托架10的內(nèi)側(cè)與手掌板8下部的手背一側(cè) 固定連接，托架10的下端和手掌板8的下端均與腕部連接件5的上端固定連接， 手掌連接板9固定在手掌板8的手背一側(cè)上，風(fēng)扇6和手掌電路板7均固定于托 架10的上面。本發(fā)明對于機器人多指靈巧手具有重構(gòu)性好的優(yōu)點，應(yīng)用本發(fā) 明可使機器人多指靈巧手在抓取的通用性、穩(wěn)定性方面超過現(xiàn)有的機器人多 指靈巧手，可適用于不同的操作任務(wù)、不同的用戶需求，具有較高的性價比， 擴大了機器人多指靈巧手的適用范圍。


圖l是三指靈巧手手掌的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是四指靈巧手左手手掌的結(jié)構(gòu) 示意圖，圖3是四指靈巧手右手手掌的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是五指靈巧手左手手 掌的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是五指靈巧手右手手掌的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是三指靈巧 手的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是三指靈巧手的俯視圖，圖8是四指靈巧手左手的結(jié)構(gòu)
示意圖，圖9是四指靈巧手左手的俯視圖，圖10是四指靈巧手右手的結(jié)構(gòu)示意 圖，圖ll是四指靈巧手右手的俯視圖，圖12是五指靈巧手左手的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖13是五指靈巧手左手的^ 視圖，圖14是五指靈巧手右手的結(jié)構(gòu)示意圖，圖 15是五指靈巧手右手的俯視圖，圖16是法蘭組件15的分解結(jié)構(gòu)示意圖，圖17 是法蘭組件15的組合結(jié)構(gòu)示意圖，圖18是第二電路板15-6上連接有彈簧觸針20 的結(jié)構(gòu)示意圖，圖19是第一電路板15-5上設(shè)有鍍金焊盤15-8的結(jié)構(gòu)示意圖，圖 20是彈簧觸針20的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一(參見圖1 圖5)本實施方式由腕部連接件5、風(fēng)扇6、 手掌電路板7、手掌板8、手掌連接板9和托架10組成，托架10的內(nèi)側(cè)與手掌板 8下部的手背一側(cè)固定連接，托架10的下端和手掌板8的下端均與腕部連接件5 的上端固定連接，手掌連接板9固定在手掌板8的手背一側(cè)上，風(fēng)扇6和手掌電 路板7均固定于托架10的上面。
具體實施方式
二(參見圖l)本實施方式手掌板8的手背一側(cè)上面設(shè)有凸 臺ll，手掌連接板9固定在凸臺11的上面，手掌板8的中部設(shè)有手指連接板12。 其它與具體實施方式
一相同。本實施方式的手掌板8可用于三根手指的機器人 靈巧手。
具體實施方式
三(參見圖2、圖3)本實施方式的手掌板8由一號板8-l、 二號板8-2和手指連接板12組成， 一號板8-l的一側(cè)和二號板8-2的一側(cè)固定連 接， 一號板8-l和二號板8-2的手背一側(cè)上面設(shè)有凸臺11，凸臺ll的上面固定有 手掌連接板9，.一號板8-l和二號板8-2手心一側(cè)的腕部連接件5上設(shè)有手指連接 板12。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式的手掌板8可用于四根手指的 機器人靈巧手。
具體實施方式
四(參見圖4、圖5)本實施方式的手掌板8由第一連接板 8-3、第二連接板8-4、第三連接板8-5、第四連接板8-6和手指連接板12組成， 第一連接板8-3的一端與第二連接板8-4的一端相連接，第二連接板8-4的另一 端與第三連接板8-5的一端相連接，第三連接板8-5的另一端與第四連接板8-6 的一端相連接，第一連接板8-3、第二連接板8-4、第三連接板8-5和第四連接 板8-6的手背一側(cè)上面設(shè)有凸臺11，凸臺11的上面固定有手掌連接板9，第一連
接板8-3、第二連接板8-4、第三連接板8-5和第四連接板8-6手心一側(cè)的腕部連 接件5上設(shè)有手指連接板12。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式的手掌 板8可用于五根手指的機器人靈巧手。
具體實施方式
五(參見圖l、圖6和圖7)本實施方式的三指靈巧手由第 一手指2-l、第二手指2-2、第三手指2-3、腕部連接件5、風(fēng)扇6、手掌電路板7、 手掌板8、手拿連接板9和托架10組成，托架10的內(nèi)側(cè)與手掌板8下部的手背一 側(cè)固定連接，托架10的下端和手掌板8的下端均與腕部連接件5的上端固定連 接，風(fēng)扇6和手掌電路板7均固定于托架10的上面，手掌板8的手背一側(cè)上面設(shè) 有凸臺ll，手掌連接板9固定在凸臺11的上面，手掌板8中部的凸塊為手指連 接板12，第一手指2-l和第二手指2-2均固定在手掌板8上，第三手指2-3與第一 手指2-l和第二手指2-2這兩個手指相對設(shè)置，第三手指2-3與手指連接板12相 連接并且置于第一手指2-l和第二手指2-2的中間，第一手指2-l和第二手指2-2 設(shè)在同一個手掌平面內(nèi)，第一手指2-l和第二手指2-2的長度相同，第一手指2-l 和第二手指2-2沿手掌寬度方向的間距為51mm;第三手指2-3與手掌平面成50 度角，第三手'指2-3與第一手指2-l和第二手指2-2的基關(guān)節(jié)軸線間距縱向為 32mm、橫向為50mm，第三手指2-3沿手掌寬度方向與其第一手指2-l和第二手 指2-2等間距為25.5mm。
具體實施方式
六(參見圖2、圖3、圖8 圖11)本實施方式的四指靈巧手 分為左手和右手，左手和右手對稱設(shè)置，四指靈巧手的左手和右手分別由拇 指3-4、食指3-l、中指3-2、無名指3-3、腕部連接件5、風(fēng)扇6、手掌電路板7、 手掌板8、手掌連接板9和托架10組成，托架10的內(nèi)側(cè)與手掌板8下部的手背一 側(cè)固定連接，托架10的下端和手掌板8的下端均與腕部連接件5的上端固定連 接，風(fēng)扇6和手掌電路板7均固定于托架10的上面，手掌板8由一號板8-l、 二號 板8-2和手指地接板12組成， 一號板8-l的一側(cè)和二號板8-2的一側(cè)固定連接， 一號板8-l和二號板8-2的手背一側(cè)上面設(shè)有凸臺11，凸臺11的上面固定有手掌 連接板9， 一號板8-l和二號板8-2手心一側(cè)的腕部連接件5上設(shè)有手指連接板 12，食指3-l和中指3-2與手掌面平行設(shè)置在二號板8-2上，無名指3-3設(shè)置在一 號板8-l上并且相對手掌面內(nèi)收5度，食指3-l和無名指3-3長度相同，中指3-2 比食指3-l和無名指3-3長5mm，食指3-l和無名指3-3與中指沿手掌寬度方向的
距離分別為30mm和32mm，拇指3-4與手指連接板12相連接并且與食指3-l、中 指3-2和無名指3-3相對設(shè)置，并有一定角度的外展和翹曲，外展角度為52度， 翹曲角度為36度；拇指3-4與中指在縱向、橫向及沿手掌寬度方向的距離分別 為38mm， 68mm， 26mm。
具體實施方式
七(參見圖4、圖5、圖12~圖15)本實施方式的五指靈巧 手分為左手和右手，左手和右手對稱設(shè)置，五指靈巧手的左手和右手分別由 拇指4-5、食指4-l、中指4-2、無名指4-3、小手指4-4、腕部連接件5、風(fēng)扇6、 手掌電路板7、.手掌板8、手掌連接板9和托架10組成，托架10的內(nèi)側(cè)與手掌板 8下部的手背一側(cè)固定連接，托架10的下端和手掌板8的下端均與腕部連接件5 的上端固定連接，風(fēng)扇6和手掌電路板7均固定于托架10的上面，手掌板8由第 一連接板8-3、第二連接板8-4、第三連接板8-5、第四連接板8-6和手指連接板 12組成，第一連接板8-3的一端與第二連接板8-4的一端相連接，第二連接板8-4 的另一端與第三連接板8-5的一端相連接，第三連接板8-5的另一端與第四連接 板8-6的一端相連接，第一連接板8-3、第二連接板8-4、第三連接板8-5和第四 連接板8-6的手背一側(cè)上面設(shè)有凸臺11，凸臺11的上面固定有手掌連接板9，第 一連接板8-3、第二連接板8-4、第三連接板8-5和第四連接板8-6手心一側(cè)的腕 部連接件5上設(shè)有手指連接板12，中指4-2與第二連接板8-4相連接并且與手掌 面平行，食指4-l和無名指4-3分別設(shè)置在第一連接板8-3和第三連接板8-5上并 且相對手掌面內(nèi)收5度，小手指4-4設(shè)置在第四連接板8-6上并且相對手掌面內(nèi) 收10度，食指4-l、無名指4-3、小手指4-4與中指4-2的縱向間距依次為10mm、 5mm、 24mm ，食指4-l、無名指4-3、小手指4-4與中指4-2沿手掌寬度方向的 距離依次分別為27.5mm、 27.5mm、 55 mm，拇指4-5相對食指4-l、無名指4-3、 小手指4-4和中指4-2設(shè)置在手指連接板12上并有一定角度的外展和翹曲，外展 角度為30度，翹曲角度為45度；拇指4-5與中指在縱向、橫向及沿手掌寬度方 向的距離分別為50mm、 109mm、 34mm。
具體實施方式
八(參見圖1 圖5、圖16、圖17)本實施方式與具體實施 方式一至七的不同點在于它增加有法蘭組件15，法蘭組件15固定在腕部連接 件5的下側(cè)，實現(xiàn)手掌與機器人手臂的快速機電連接。其它與具體實施方式
一 至七相同。
具體實施方式
九(參見圖18 圖20)本實施方式的法蘭組件15由大螺母 15-1、法蘭15-2、定位銷釘15-3、帶外螺紋的組件15-4、第一電路板15-5、第 二電路板15-6、鍍金焊盤15-8和彈簧觸針20組成，大螺母15-l和法蘭15-2通過 螺釘與機器人手臂的末端相連接，帶外螺紋的組件15-4通過螺釘與腕部連接件 5相連接，第一電路板15-5固定在法蘭15-2的上表面上，第二電路板15-6固定 在帶外螺紋的組件15-4的下表面上，第一電路板15-5上設(shè)有鍍金焊盤15-8，第 二電路板15-6上焊接有彈簧觸針20，第一電路板15-5上的鍍金焊盤15-8與第二 電路板15-6上的彈簧觸針20電連接，定位銷釘15-3的一端固定在法蘭15-2上， 定位銷釘15-3的另一端與帶外螺紋的組件15-4上的銷孔15-7相配合，大螺母 15-1與帶外螺紋的組件15-4相配合。其它與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十(參見圖20)本實施方式的彈簧觸針20由盲管20-l、螺 旋彈簧20-2和觸頭20-3組成，螺旋彈簧20-2設(shè)在盲管20-l內(nèi)的底部，觸頭20-3 的內(nèi)端設(shè)在盲管20-l內(nèi)并與螺旋彈簧20-2相連接。其它與具體實施方式
九相 同。
權(quán)利要求
1、可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌，它包含腕部連接件(5)、風(fēng)扇(6)、手掌電路板(7)、手掌板(8)、手掌連接板(9)和托架(10)組成，其特征在于托架(10)的內(nèi)側(cè)與手掌板(8)下部的手背一側(cè)固定連接，托架(10)的下端和手掌板(8)的下端均與腕部連接件(5)的上端固定連接，手掌連接板(9)固定在手掌板(8)的手背一側(cè)上，風(fēng)扇6和手掌電路板(7)均固定于托架(10)的上面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌，其特征在于 手掌板(8)的手背一側(cè)上面設(shè)有凸臺(11)，手掌連接板9固定在凸臺(11) 的上面，手掌板(8)的中部設(shè)有手指連接板(12)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌，其特征在于 手掌板(8)由一號板(8-1)、 二號板(8-2)和手指連接板(12)組成， 一號 板(8-1)的一側(cè)和二號板(8-2)的一側(cè)固定連接， 一號板(8-1)和二號板(8-2)的手背一側(cè)上面設(shè)有凸臺(11)，凸臺(11)的上面固定有手掌連接板 (9)， 一號板(8-1)和二號板(8-2)手心一側(cè)的腕部連接件(5)上設(shè)有手 指連接板(12)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌，其特征在于 手掌板(8)由第一連接板(8-3)、第二連接板(8-4)、第三連接板(8-5)、 第四連接板(8-6)和手指連接板(12)組成，第一連接板(8-3)的一端與第 二連接板(8-4 )的一端相連接，第二連接板(8-4 )的另一端與第三連接板(8-5 ) 的一端相連接，第三連接板(8-5)的另一端與第四連接板(8-6)的一端相連 接，第一連接板(8-3)、第二連接板(8-4)、第三連接板(8-5)和第四連接 板(8-6)的手背一側(cè)上面設(shè)有凸臺(11)，凸臺(11)的上面固定有手掌連接 板9，第一連接板(8-3)、第二連接板(8-4)、第三連接板(8-5)和第四連接 板(8-6)手心一側(cè)的腕部連接件(5)上設(shè)有手指連接板(12)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌，其 特征在于它還包含有法蘭組件(15)，法蘭組件(15)固定在腕部連接件(5) 的下側(cè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌，其特征在于 法蘭組件(15)由大螺母(15-1)、法蘭(15-2)、定位銷釘(15-3)、帶外螺 紋的組件(15-4)、第一電路板(15-5)、第二電路板(15-6)、鍍金焊盤(15-8) 和彈簧觸針(20)組成，大螺母(15-1)和法蘭(15-2)通過螺釘與機器人手 臂的末端相連接，帶外螺紋的組件(15-4)通過螺釘與腕部連接件(5)相連 接，第一電路板(15-5)固定在法蘭(15-2)的上表面上，第二電路板(15-6) 固定在帶外螺紋的組件(15-4)的下表面上，第一電路板(15-5)上設(shè)有鍍金 焊盤(15-8)，第二電路板(15-6)上焊接有彈簧觸針(20)，第一電路板(15-5) 上的鍍金焊盤(15-8)與第二電路板(15-6)上的彈簧觸針(20)電連接，定 位銷釘(15-3)的一端固定在法蘭(15-2)上，定位銷釘(15-3)的另一端與 帶外螺紋的組件(15-4)上的銷孔(15-7)相配合，大螺母(15-1)與帶外螺 紋的組件(15-4)相配合。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌，其特征在于 彈簧觸針(20)由盲管(20-1)、螺旋彈簧(20-2)和觸頭(20-3)組成，螺 旋彈簧(20-2)設(shè)在盲管(20-1)內(nèi)的底部，觸頭(20-3)的內(nèi)端設(shè)在盲管(20-1) 內(nèi)并與螺旋彈箅(20-2)相連接。
全文摘要
可重構(gòu)機器人多指靈巧手的手掌，它涉及一種機器人靈巧手。本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有機器人多指靈巧手由于受到手指、手掌以及電氣系統(tǒng)等方面的限制，靈巧手不具有重構(gòu)性的問題。本發(fā)明托架的內(nèi)側(cè)與手掌板下部的手背一側(cè)固定連接，托架的下端和手掌板的下端均與腕部連接件的上端固定連接，手掌連接板固定在手掌板的手背一側(cè)上，風(fēng)扇和手掌電路板均固定于托架的上面。可重構(gòu)的靈巧手手掌通過法蘭組件實現(xiàn)與機器人手臂的機械和電氣連接。本發(fā)明對于機器人多指靈巧手具有重構(gòu)性好的優(yōu)點，應(yīng)用本發(fā)明可使機器人多指靈巧手在抓取的通用性、穩(wěn)定性方面超過現(xiàn)有的機器人多指靈巧手，可適用于不同的操作任務(wù)、不同的用戶需求，擴大了適用范圍。
文檔編號B25J15/00GK101100062SQ20071007256
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者宏 劉, 劉伊威, 樊紹巍, 謝宗武, 金明河 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)