專利名稱：手/拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種機(jī)械手臂，特別是涉及一種利用單一致動(dòng)器就可驅(qū)動(dòng)手/拇指各部關(guān)節(jié)活動(dòng)，借以做出不同手勢(shì)動(dòng)作的手/拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)代的進(jìn)步，機(jī)器人研發(fā)及應(yīng)用已逐漸由支持工業(yè)用途的工業(yè)機(jī)器人朝向應(yīng)用于民生、醫(yī)療及育樂(lè)等服務(wù)用途的機(jī)器人發(fā)展，導(dǎo)覽服務(wù)用的機(jī)器人在各式公關(guān)場(chǎng)合、博物館或是美術(shù)館等場(chǎng)所服役，借由其新奇科技吸引大眾目光后，再引領(lǐng)觀眾并傳達(dá)各項(xiàng)訊息，商機(jī)可期，然而以目前導(dǎo)覽服務(wù)用的機(jī)器人而言，多半只能做到簡(jiǎn)單少數(shù)幾個(gè)招呼動(dòng)作，較少能呈現(xiàn)類似人體手勢(shì)復(fù)雜的動(dòng)作，因此在互動(dòng)層面仍有技術(shù)改良空間，相較于可做各種精細(xì)動(dòng)作的高階機(jī)械手，雖然能展現(xiàn)出復(fù)雜的手勢(shì)形狀，適合用于導(dǎo)覽機(jī)器人的用途， 但是相對(duì)其各部關(guān)節(jié)動(dòng)作，由于需要仰賴使用大量的致動(dòng)器作為控制，制造成本偏高，體積也較龐大，不利于產(chǎn)業(yè)上的利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種利用單一致動(dòng)器便能驅(qū)動(dòng)所有關(guān)節(jié)做出手勢(shì)動(dòng)作的手/ 拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元。本發(fā)明提供一種手指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，其包含有一手掌本體及多個(gè)手指模塊，其中 手掌本體前端處設(shè)有一手指安裝部；每一手指模塊各具有一裝設(shè)在手指安裝部上的手指本體、一樞接在手指本體上的第一指節(jié)、一樞接在第一指節(jié)上的第二指節(jié)、一樞接在第二指節(jié)上的第三指節(jié)、一裝設(shè)在手指本體上能帶動(dòng)第一指節(jié)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器、一連接在手指本體與第二指節(jié)中間處能帶動(dòng)第二指節(jié)運(yùn)動(dòng)的第一連桿、以及一連接在第一指節(jié)與第三指節(jié)中間處能帶動(dòng)第三指節(jié)運(yùn)動(dòng)的第二連桿。本發(fā)明所述的手指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，該手指模塊具有一組與致動(dòng)器連接傳動(dòng)的減速齒輪系、以及一個(gè)與減速齒輪系連接傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪。本發(fā)明所述的手指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)輪一側(cè)邊處凹設(shè)有一個(gè)缺口，第一指節(jié)一端設(shè)有一個(gè)與手指本體相樞接的第一樞接部，第一樞接部側(cè)邊處設(shè)有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)輪缺口邊緣相抵接觸的扇形凸塊。另外，本發(fā)明又提供一種拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，其包含有一手掌本體及一拇指模塊， 其中手掌本體一側(cè)邊處設(shè)有一拇指安裝部；拇指模塊具有一裝設(shè)在拇指安裝部上的拇指本體、一樞接在拇指本體上的第一指節(jié)、一樞接在第一指節(jié)上的第二指節(jié)、一樞接在第二指節(jié)上的第三指節(jié)、一裝設(shè)在拇指本體上能帶動(dòng)第一指節(jié)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器、一連接在拇指本體及第二指節(jié)中間處能帶動(dòng)第二指節(jié)沿二軸方向作運(yùn)動(dòng)的第一連桿、以及一連接在第一、第三指節(jié)中間處能帶動(dòng)第三指節(jié)運(yùn)動(dòng)的第二連桿。本發(fā)明所述的拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，該拇指模塊具有一組與致動(dòng)器連接傳動(dòng)的減速齒輪系、以及一個(gè)與減速齒輪系連接傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪。
本發(fā)明所述的拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)輪一側(cè)邊處凹設(shè)有一個(gè)缺口，第一指節(jié)一端處設(shè)有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)輪缺口邊緣相抵接觸的扇形外緣。本發(fā)明的有益效果在于以手指模塊及拇指模塊做成多指節(jié)結(jié)構(gòu)，各指節(jié)間借由連桿相互連動(dòng)，利用單一致動(dòng)器便可同時(shí)帶動(dòng)所有指節(jié)做出關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，借此讓機(jī)械手可做出多關(guān)節(jié)、多自由度的手勢(shì)動(dòng)作。


圖1是本發(fā)明手/拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元一較佳實(shí)施例的組合立體圖，說(shuō)明本發(fā)明包含有一手掌本體、數(shù)個(gè)手指模塊及一個(gè)拇指模塊；圖2是上述較佳實(shí)施例的分解立體圖；圖3是上述較佳實(shí)施例的分解立體圖，說(shuō)明該手指模塊主要包含有一手指本體、 一第一指節(jié)、一第二指節(jié)、一第三指節(jié)、一致動(dòng)器、一減速齒輪系、一驅(qū)動(dòng)輪、一第一連桿及一第二連桿；圖4是上述較佳實(shí)施例的組合立體圖；圖5是上述較佳實(shí)施例的組合平面圖，說(shuō)明由側(cè)視方向觀視手指模塊的情形；圖6是上述較佳實(shí)施例的分解立體圖，說(shuō)明該拇指模塊主要包含有一拇指本體、 一第一指節(jié)、一第二指節(jié)、一第三指節(jié)、一致動(dòng)器、一減速齒輪系、一驅(qū)動(dòng)輪、一第一連桿及一第二連桿；圖7是上述較佳實(shí)施例的組合立體圖；圖8是上述較佳實(shí)施例的組合平面圖，說(shuō)明由側(cè)視方向觀視拇指模塊的情形；圖9是上述較佳實(shí)施例的組合平面圖，說(shuō)明由俯視方向觀視拇指模塊的情形；圖10是上述較佳實(shí)施例的動(dòng)作圖，說(shuō)明手指模塊進(jìn)行關(guān)節(jié)動(dòng)作的情形；圖11是上述較佳實(shí)施例的動(dòng)作圖，說(shuō)明拇指模塊進(jìn)行關(guān)節(jié)動(dòng)作的情形；圖12是上述較佳實(shí)施例的動(dòng)作圖，說(shuō)明拇指模塊進(jìn)行關(guān)節(jié)動(dòng)作的情形。
具體實(shí)施例方式有關(guān)本發(fā)明前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，以下配合參考圖式及一較佳實(shí)施例的說(shuō)明中，將能清楚的呈現(xiàn)，下面通過(guò)最佳實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明手/拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖1、圖2所示，本發(fā)明手/拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元在一較佳實(shí)施例中，其包含有一手掌本體10、三組手指模塊20及一組拇指模塊30，接著，再將上述各單元的組成構(gòu)件及空間組合型態(tài)詳述于后。手掌本體10是略呈矩形狀的座體，主要是模擬人體的手掌部位，手掌本體10在前端處設(shè)有一個(gè)手指安裝部11，手掌本體10在一側(cè)邊處設(shè)有一個(gè)拇指安裝部12。參見(jiàn)圖3至圖5所示，每一組手指模塊20各具有一裝設(shè)在手指安裝部11上的手指本體21、一樞接在手指本體21上的第一指節(jié)22、一樞接在第一指節(jié)22上的第二指節(jié)23、 一樞接在第二指節(jié)23上的第三指節(jié)M、一裝設(shè)在手指本體21上的致動(dòng)器25、一組設(shè)置在手指本體21上的減速齒輪系沈、一軸設(shè)在手指本體21上的驅(qū)動(dòng)輪27、二根連接在手指本體21與第二指節(jié)23中間處的第一連桿28、以及二根連接在第一指節(jié)22與第三指節(jié)M中間處的第二連桿四，手指本體21是略呈階梯形狀的座體，其內(nèi)部可供裝設(shè)該致動(dòng)器25，夕卜部可供裝設(shè)減速齒輪系沈，致動(dòng)器25伸設(shè)有一輸出齒輪251，該輸出齒輪251與減速齒輪系沈相嚙合，該驅(qū)動(dòng)輪27再與減速齒輪系沈相嚙合，驅(qū)動(dòng)輪27在一側(cè)邊處開設(shè)有一缺口 271，第一指節(jié)22是呈長(zhǎng)形狀的桿體，其一端處設(shè)有一樞接于手指本體21上的第一樞接部 221，第一樞接部221兩側(cè)邊各設(shè)有一扇形凸塊222，該扇形凸塊222剛好可抵止在驅(qū)動(dòng)輪 27的缺口 271邊緣，第一指節(jié)22在另一側(cè)端處設(shè)有一第二樞接部223，第二樞接部223上穿設(shè)有一第一銷孔224，第二指節(jié)23的一側(cè)端處設(shè)有一第一耳部231，第一耳部231與第一指節(jié)22的第二樞接部223相樞接，第一耳部231上開設(shè)有一弧形槽232及一第二銷孔233， 第二指節(jié)23的另一側(cè)端處設(shè)有一第二耳部234，第三指節(jié)M的一側(cè)端處設(shè)有一樞接耳部 M1，該樞接耳部241與第二指節(jié)23的第二耳部234相樞接。第一連桿觀一端樞接在手指本體21的前端處，另一端則樞接在第二指節(jié)23的第二銷孔233上，第二連桿四一端樞接在第一指節(jié)22的第一銷孔2M上，該端并穿設(shè)有一可沿弧形槽232移動(dòng)的插銷四1，第二連桿四另一端則樞接在第三指節(jié)M的樞接耳部241上。參見(jiàn)圖6至圖9所示，拇指模塊30具有一裝設(shè)在拇指安裝部12上的拇指本體31、 一樞接在拇指本體31上的第一指節(jié)32、一樞接在第一指節(jié)32上的第二指節(jié)33、一樞接在第二指節(jié)33上的第三指節(jié)34、一裝設(shè)在拇指本體31上的致動(dòng)器35、一組設(shè)置在拇指本體 31上的減速齒輪系36、一軸設(shè)在拇指本體31上的驅(qū)動(dòng)輪37、一連接在拇指本體31及第二指節(jié)33中間處的第一連桿38、以及一連接在第一、第三指節(jié)32、33中間處的第二連桿39， 該致動(dòng)器35、減速齒輪系36及驅(qū)動(dòng)輪37的構(gòu)造與手指模塊20大致相同，在此不再多加贅述，第一指節(jié)32是略作L形彎折形狀的桿體，其一側(cè)端處設(shè)有一樞接于拇指本體31上的第一樞接部321，第一樞接部321上設(shè)有一與驅(qū)動(dòng)輪36相抵接觸的扇形外緣322，第一指節(jié)32 另一側(cè)端處設(shè)有一第二樞接部323，第二樞接部323上穿設(shè)有一第一銷孔324，第二指節(jié)33 一側(cè)端處設(shè)有一樞接于第一指節(jié)32第二樞接部323上的第一耳部331，第一耳部331上穿設(shè)有一第二銷孔332，第二指節(jié)33另一側(cè)端處設(shè)有一第二耳部333，第三指節(jié)34的一側(cè)端處設(shè)有一樞接耳部；341，該樞接耳部341與第二指節(jié)33的第二耳部333相樞接，第一連桿 38也是略呈L彎折形狀的桿體，長(zhǎng)度較第一指節(jié)32為短，其一端接設(shè)在拇指本體31上，另一端則樞接于第二指節(jié)33的第二銷孔332上，第二連桿39 —端接設(shè)在第一指節(jié)32的第一銷孔3M上，另一端則樞接于第三指節(jié)34的樞接耳部341上。以上為本發(fā)明手/拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元各構(gòu)件形狀及組合空間的概述，接著，再將本發(fā)明的關(guān)節(jié)動(dòng)作以及預(yù)期所能達(dá)成的功效陳述如后參見(jiàn)圖10所示，當(dāng)手指模塊20要開始進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先讓該致動(dòng)器25運(yùn)轉(zhuǎn)， 經(jīng)由減速齒輪系26帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪27轉(zhuǎn)動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)輪27便可帶動(dòng)第一指節(jié)22作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，在透過(guò)第一、第二連桿觀、29的連動(dòng)下，第二、第三指節(jié)23、24也會(huì)跟著作回轉(zhuǎn)，借此手指模塊20便可做出類似人體手指關(guān)節(jié)的彎曲動(dòng)作。參見(jiàn)圖11、圖12所示，當(dāng)拇指模塊30要開始進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先讓該致動(dòng)器35 運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)由減速齒輪系36帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪37轉(zhuǎn)動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)輪37便可帶動(dòng)第一指節(jié)32作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，由于第一連桿38長(zhǎng)度略短于第一指節(jié)32，在透過(guò)第一連桿38的帶動(dòng)下，第二指節(jié) 33會(huì)沿著二個(gè)軸方向作回轉(zhuǎn)，借此可做出類似人體拇指關(guān)節(jié)的彎曲動(dòng)作。綜上所述，本發(fā)明手/拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元主要是為了解決以往機(jī)械手的問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)手段主要是利用手指模塊20及拇指模塊30設(shè)置三個(gè)指節(jié)，各指節(jié)再以連桿相互連結(jié)，如此透過(guò)單一致動(dòng)器25(3 便可同時(shí)驅(qū)動(dòng)三個(gè)指節(jié)，得到類似人體手指或拇指關(guān)節(jié)的彎曲動(dòng)作，因此本發(fā)明整體制造成本相當(dāng)便宜，體積輕巧，極適合用在需要做出各種手指姿勢(shì)的導(dǎo)覽機(jī)器人用途上，可達(dá)到多關(guān)節(jié)、多自由度的手勢(shì)動(dòng)作。
權(quán)利要求
1.一種手指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，其特征在于一個(gè)手掌本體，其前端處設(shè)有一個(gè)手指安裝部；及多個(gè)手指模塊，每一個(gè)手指模塊各具有一個(gè)裝設(shè)在手指安裝部上的手指本體、一個(gè)樞接在手指本體上的第一指節(jié)、一個(gè)樞接在第一指節(jié)上的第二指節(jié)、一個(gè)樞接在第二指節(jié)上的第三指節(jié)、一個(gè)裝設(shè)在手指本體上且能帶動(dòng)第一指節(jié)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器、一個(gè)連接在手指本體與第二指節(jié)中間處且能帶動(dòng)第二指節(jié)運(yùn)動(dòng)的第一連桿、以及一個(gè)連接在第一指節(jié)與第三指節(jié)中間處且能帶動(dòng)第三指節(jié)運(yùn)動(dòng)的第二連桿。
2.如權(quán)利要求1所述的手指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，其特征在于該手指模塊具有一組與致動(dòng)器連接傳動(dòng)的減速齒輪系、以及一個(gè)與減速齒輪系連接傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪。
3.如權(quán)利要求2所述的手指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，其特征在于該驅(qū)動(dòng)輪一側(cè)邊處凹設(shè)有一個(gè)缺口，第一指節(jié)一端設(shè)有一個(gè)與手指本體相樞接的第一樞接部，第一樞接部側(cè)邊處設(shè)有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)輪缺口邊緣相抵接觸的扇形凸塊。
4.一種拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，其特征在于一個(gè)手掌本體，其一側(cè)邊處設(shè)有一個(gè)拇指安裝部；及一個(gè)拇指模塊，具有一個(gè)裝設(shè)在拇指安裝部上的拇指本體、一個(gè)樞接在拇指本體上的第一指節(jié)、一個(gè)樞接在第一指節(jié)上的第二指節(jié)、一個(gè)樞接在第二指節(jié)上的第三指節(jié)、一個(gè)裝設(shè)在拇指本體上且能帶動(dòng)第一指節(jié)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器、一個(gè)連接在拇指本體及第二指節(jié)中間處且能帶動(dòng)第二指節(jié)沿二軸方向作運(yùn)動(dòng)的第一連桿、以及一個(gè)連接在第一、第三指節(jié)中間處且能帶動(dòng)第三指節(jié)運(yùn)動(dòng)的第二連桿。
5.如權(quán)利要求4所述的拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，其特征在于該拇指模塊具有一組與致動(dòng)器連接傳動(dòng)的減速齒輪系、以及一個(gè)與減速齒輪系連接傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪。
6.如權(quán)利要求5所述的拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，其特征在于該驅(qū)動(dòng)輪一側(cè)邊處凹設(shè)有一個(gè)缺口，第一指節(jié)一端處設(shè)有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)輪缺口邊緣相抵接觸的扇形外緣。
全文摘要
一種手/拇指關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)單元，主要具有一個(gè)手掌本體、多個(gè)手指模塊及一個(gè)拇指模塊，手指模塊及拇指模塊裝設(shè)在手掌本體上，且設(shè)置有數(shù)個(gè)可做關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的指節(jié)，指節(jié)與指節(jié)中間各以連桿相互聯(lián)結(jié)，利用單一致動(dòng)器便能同時(shí)驅(qū)動(dòng)所有指節(jié)活動(dòng)，借此可令機(jī)械手做出多關(guān)節(jié)、多自由度的手勢(shì)動(dòng)作。
文檔編號(hào)B25J15/08GK102476382SQ20101057594
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者劉憲鋒, 易子民, 林英隆, 王培睿, 董成偉 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人精密機(jī)械研究發(fā)展中心