一种基于齿轮传动的多自由度机械手   0    0

本发明属于机械手驱动技术领域，尤其涉及一种基于齿轮传动的多自由度机械手，它包括第一副指、第二副指、主指、动力驱动机构、第三支撑板等，其中第一副指、第二副指和主指固定在第三支撑板上，动力驱动机构固定在第一支撑板和第三支撑板上，副指和主指均设定了固定的运动方式，每一个手指具有一个自由度，通过动力驱动机构驱动；动力驱动机构使用了单动力驱动多个齿轮驱动机构，对三个齿轮驱动机构进行时序传动；本发明使用了一个驱动电机的动力驱动机构，利用时序方式对机械手驱动，因为驱动电机的减少大大简化了机械手的结构，具有很好的实用效果。

1.一种基于齿轮传动的多自由度机械手，其特征在于：它包括第二副指、动力驱动机构、第二副指支撑、第一副指、第一副指支撑、第三支撑板、主指、机械手固定结构、副指固定结构、第一支撑板、第二支撑板，其中第一副指通过副指固定结构安装在第一副指支撑上，第二副指通过副指固定结构安装在第二副指支撑上，第一副指支撑和第二副指支撑并列安装在第三支撑板上；主指安装在第三支撑板上，第一支撑板安装在第三支撑板上，第二支撑板安装在第一支撑板上，动力驱动机构安装在第一支撑板和第二支撑板上，机械手固定结构安装在第一支撑板上；
上述第一副指和第二副指具有相同的结构，对于任意一个副指，它包括第二驱动齿轮、副指驱动齿轮固定结构、副指驱动锥齿、手指运动齿轮、副指第一支架、副指第二支架、副指第四齿轮、副指第三支架、副指第四支架、副指第一齿轮、副指第八齿轮、副指第二齿轮、副指第九齿轮、副指第十齿轮、副指第三齿轮、副指第七齿轮、副指第六齿轮、副指第五齿轮、副指第十一齿轮、手指运动齿轮固定结构，其中第二驱动齿轮和副指驱动锥齿通过转轴安装在副指驱动齿轮固定结构上，副指第一支架通过副指固定结构安装在副指支撑上，副指第二支架通过固定在副指第一支架上的圆柱销安装在副指第一支架上，副指第三支架通过固定在副指第三支架上的圆柱销安装在副指第二支架上，副指第四支架通过固定在副指第四支架上的圆柱销安装在副指第三支架上；手指运动齿轮固定结构为一空心圆柱体，安装在副指第二支架侧面，且空心圆柱体轴线与副指第一支架和副指第二支架连接的圆柱销的轴线重合，手指运动齿轮安装在手指运动齿轮固定结构上，手指运动齿轮与副指驱动锥齿啮合；副指第一齿轮和副指第八齿轮固定在副指第一支架的圆柱销上，副指第二齿轮和副指第九齿轮安装在副指第二支架上的靠近副指第一支架的转轴上，副指第三齿轮、副指第四齿轮和副指第十齿轮安装在副指第二支架上的靠近副指第三支架的转轴上，副指第五齿轮安装在副指第三支架上的圆柱销上且能够相对于圆柱销转动，副指第十一齿轮固定在副指第三支架上的圆柱销上，副指第六齿轮安装在副指第三支架上的转轴上，副指第七齿轮固定在副指第四支架上的圆柱销上；副指第一齿轮、副指第二齿轮、副指第三齿轮依次相互啮合，副指第四齿轮、副指第五齿轮、副指第六齿轮、副指第七齿轮依次相互啮合，副指第三齿轮和副指第四齿轮相互固定在一起，副指第八齿轮、副指第九齿轮、副指第十齿轮、副指第十一齿轮依次相互啮合；副指第三齿轮直径小于副指第四齿轮直径；
上述主指包括主指第一支架、主指第一齿轮、主指第二齿轮、主指第三齿轮、主指第二支架、主指第四齿轮、主指第三支架、主指传动齿轮、第一传动轴固定结构、第一传动轴、第三驱动齿轮、第三驱动齿轮固定结构、第二传动轴固定结构、第二传动轴、锥齿组合、手指运动齿轮、手指运动齿轮固定结构，其中主指第一支架安装在第三支撑板上，主指第二支架通过固定在主指第一支架上的圆柱销安装在主指第一支架上，主指第三支架通过固定在主指第三支架上的圆柱销安装在主指第二支架上，手指运动齿轮通过手指运动齿轮固定结构安装在主指第二支架侧面，手指运动齿轮固定结构为一空心圆柱体，空心圆柱体轴线与主指第一支架和主指第二支架连接的圆柱销的轴线重合；主指传动齿轮安装在第一传动轴上，并且与手指运动齿轮啮合，第一传动轴通过第一传动轴固定结构安装在第三支撑板上，第二传动轴通过第二传动轴固定结构安装在第三支撑板上，第一传动轴与第二传动轴之间通过锥齿组连接，第三驱动齿轮通过转轴安装在第三驱动齿轮固定结构上，第三驱动齿轮固定结构安装在第三支撑板上，第二传动轴与第三驱动齿轮转轴通过锥齿组传动；
上述动力驱动机构包括往复驱动电机、拨盘、槽轮支撑轮、摇杆、第一支耳、滑动套、导轨支撑、导轨、齿轮驱动电机支撑、齿轮驱动电机、齿轮驱动电机固定环、齿轮驱动机构、槽轮、槽轮转轴、圆柱销、转臂、齿轮驱动电机卡轴、导电块、齿轮驱动电机转轴，其中往复驱动电机安装在第一支撑板上，拨盘安装在往复驱动电机转轴上，转臂一端安装在拨盘中心且转臂指向为拨盘径向方向，槽轮安装在槽轮支撑轮上，槽轮通过槽轮转轴安装在第一支撑板上，圆柱销一端安装在转臂端头，另一端与槽轮的槽配合；摇杆一端通过销安装在槽轮支撑轮侧面且非圆心处，摇杆另一端通过转轴安装在第一支耳上，第一支耳安装在滑动套一端，导轨一端安装在滑动套内部，导轨另一端安装在导轨支撑上，导轨支撑安装在第一支撑板上；齿轮驱动电机安装在齿轮驱动电机固定环内，固定环通过齿轮驱动电机支撑安装在滑动套外圆柱面上；齿轮驱动电机转轴为圆柱体，齿轮驱动电机卡轴为非圆柱体，一段齿轮驱动电机转轴与两段齿轮驱动电机卡轴组成电机轴；三个齿轮驱动机构安装在第二支撑板上；齿轮驱动电机卡轴两侧分别安装有导电块；
上述齿轮驱动机构包括电磁铁、第一驱动齿轮、驱动齿轮中心孔、驱动齿轮空心转轴、电磁铁卡孔、电磁铁空心转轴、电磁铁支撑、电磁铁转轴套、驱动齿轮转轴套、驱动齿轮支撑、导电线圈、电磁铁导电片，其中电磁铁中心开有电磁铁卡孔，电磁铁空心转轴安装在电磁铁一侧中心，电磁铁空心转轴安装在电磁铁转轴套内，电磁铁转轴套安装在电磁铁支撑上，电磁铁支撑安装在第二支撑板上；第一驱动齿轮中心开有驱动齿轮中心孔，驱动齿轮空心转轴安装在第一驱动齿轮一侧中心，驱动齿轮空心转轴安装在驱动齿轮转轴套内，驱动齿轮转轴套安装在驱动齿轮支撑上，驱动齿轮支撑安装在第二支撑板上；导电线圈缠绕在电磁铁上，电磁铁导电片安装在电磁铁卡孔内表面，并且与导电块配合；电磁铁卡孔横截面与齿轮驱动电机卡轴横截面相同，第一驱动齿轮中心孔大于齿轮驱动电机卡轴最大外缘尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种基于齿轮传动的多自由度机械手，其特征在于：上述导电块包括第一导电块和第二导电块，上述电磁铁导电片包括第一电磁铁导电片和第二电磁铁导电片，上述齿轮驱动电机包括第一电刷、第二电刷、第一导电环和第二导电环，其中第一导电环和第二导电环安装在齿轮驱动电机转轴上，第一电刷和第二电刷一端分别接通电源正负极，另一端分别与第一导电环和第二导电环摩擦接触，齿轮驱动电机转轴内部安装有导线；电源正极通过第一电刷、第一导电环、导线与第一导电块连接，电源负极通过第二电刷、第二导电环、导线与第二导电块连接，第一导电块、第二导电块分别与第一电磁铁导电片和第二电磁铁导电片配合。

3.根据权利要求1所述的一种基于齿轮传动的多自由度机械手，其特征在于：上述槽轮槽数为偶数个。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于齿轮传动的多自由度机械手，其特征在于：上述齿轮驱动机构数量为（槽轮槽数+2）/2个。

5.根据权利要求1所述的一种基于齿轮传动的多自由度机械手，其特征在于：上述齿轮驱动电机卡轴和转轴表面不导电。

6.根据权利要求1所述的一种基于齿轮传动的多自由度机械手，其特征在于：上述第一驱动齿轮自身转动阻力大于没有通电的电磁铁与齿轮的摩擦力，第一驱动齿轮自身转动阻力小于通电的电磁铁与齿轮的摩擦力。