[0003]针对现有技术存在的问题,本发明提供一种多功能助残机械手,其手爪部分对于所夹取物体的形状适用范围大,几乎不受所夹取物体形状的限制,能够同时满足对矩形物体和圆柱形物体的夹取工作;本发明的手爪部分采用的是滑道式平行夹取结构,并能够实现机械式 过载保护,不但降低了手爪部分的制造成本,还极大的提高了夹持可靠性。[0004]为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种多功能助残机械手,包括支撑盘、大臂、小臂、手腕及手爪,所述大臂一端与支撑盘相连,大臂另一端与小臂一端相连,小臂另一端与手腕相连,手腕与手爪相连;所述手爪包括基板、舵机、第一夹持指及第二夹持指,在所述基板的一侧设置有第一滑道,在所述第一夹持指下部连接有第一滑块,在第二夹持指下部连接有第二滑块,第一夹持指通过第一滑块及第一滑道与基板滑动配合,第二夹持指通过第二滑块及第一滑道与基板滑动配合;所述舵机安装在基板上,舵机与第一滑块及第二滑块之间通过曲柄连杆机构相连接。[0005]在所述第一滑块上设置有第二滑道,在第一夹持指下部设置有第一滑槽,第一夹持指通过第一滑槽及第二滑道与第一滑块相连接;在所述第二滑块上设置有第三滑道,在第二夹持指下部设置有第二滑槽,第二夹持指通过第三滑道及第二滑槽与第二滑块相连接;在所述第一滑块与第一夹持指之间、第二滑块与第二夹持指之间均设置有弹簧。[0006]在所述第一夹持指及第二夹持指的夹持面上均设置有弹性橡胶垫。
[0007]所述曲柄连杆机构包括曲柄、第一连杆及第二连杆,所述曲柄的杆体中心与舵机的动力输出轴相连接,曲柄一端与第一连杆一端相铰接,第一连杆另一端铰接在第一滑块上;所述曲柄另一端与第二连杆一端相铰接,第二连杆另一端铰接在第二滑块上。
[0008]所述手爪配装有工具连接柄,工具连接柄与手爪相配合,工具连接柄端部连接有工具。
[0009]在所述第一夹持指及第二夹持指的夹持面上均设置有凹槽,凹槽与工具连接柄相对应。[0010]本发明的有益效果:
[0011]本发明与现有技术相比,所夹取物体的形状适用范围大,几乎不受所夹取物体形状的限制,能够同时满足对矩形物体和圆柱形物体的夹取工作;本发明的手爪部分采用的是滑道式平行夹取结构,并能够实现机械式过载保护,不但降低了手爪部分的制造成本,还极大的提高了夹持可靠性。
[0012]图1为本发明的一种多功能助残机械手结构示意图;
[0013]图2为图1中手爪结构示意图;
[0014]图3为图2的侧视图;
[0015]图4为本发明与轮椅结合安装效果图;
[0016]图中,I—支撑盘,2—大臂,3—小臂,4一手腕,5—手爪,6—基板,7—舵机,8—第一夹持指,9 一第二夹持指,10 —曲柄,11—第一连杆,12—第二连杆,13 一第一滑块,14 一第二滑块,15—弹簧,16—弹性橡胶垫。
[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0018]如图1、2、3所示,一种多功能助残机械手,包括支撑盘1、大臂2、小臂3、手腕4及手爪5,所述大臂2 —端与支撑盘I相连,大臂2另一端与小臂3 —端相连,小臂3另一端与手腕4相连,手腕4与手爪5相连;所述手爪5包括基板6、舵机7、第一夹持指8及第二夹持指9,在所述基板6的一侧设置有第一滑道,在所述第一夹持指8下部连接有第一滑块13,在第二夹持指9下部连接有第二滑块14,第一夹持指8通过第一滑块13及第一滑道与基板6滑动配合,第二夹持指9通过第二滑块14及第一滑道与基板6滑动配合;所述舵机7安装在基板6上,舵机7与第一滑块13及第二滑块14之间通过曲柄连杆机构相连接。
[0019]在所述第一滑块13上设置有第二滑道,在第一夹持指8下部设置有第一滑槽,第一夹持指8通过第一滑槽及第二滑道与第一滑块13相连接;在所述第二滑块14上设置有第三滑道,在第二夹持指9下部设置有第二滑槽,第二夹持指9通过第三滑道及第二滑槽与第二滑块14相连接;在所述第一滑块13与第一夹持指8之间、第二滑块14与第二夹持指9之间均设置有弹簧15。当第一、第二夹持指之间的夹持力大于弹簧15弹性变形力时,弹簧15会被压缩,而通过弹簧压缩实现过载保护,防止了夹持力的过大损坏被夹持物。
[0020]在所述第一夹持指8及第二夹持指9的夹持面上均设置有弹性橡胶垫16,当夹持物为圆柱形物体时,弹性橡胶垫16会通过弹性变形使其表面更好的贴合在夹持物的圆柱面上,使夹持物的夹持稳定性更高。
[0021]所述曲柄连杆机构包括曲柄10、第一连杆11及第二连杆12,所述曲柄10的杆体中心与舵机7的动力输出轴相连接,曲柄10 —端与第一连杆11 一端相铰接,第一连杆11另一端铰接在第一滑块13上;所述曲柄10另一端与第二连杆12 —端相铰接,第二连杆12另一端铰接在第二滑块14上。
[0022] 所述手爪5配装有工具连接柄,工具连接柄与手爪5相配合,工具连接柄端部连接有工具,工具包括汤匙、餐叉、翻书用橡胶杆等。[0023]在所述第一夹持指8及第二夹持指9的夹持面上均设置有凹槽,凹槽与工具连接柄相对应,当手爪5夹持工具连接柄时,令工具连接柄位于凹槽内,能够保证舵机7只需输出较小的扭转力,就可实现对工具连接柄的夹紧,进而通过更换不同的工具实现相应的功倉泛。
[0024]下面结合
![附图](/img/[目录]/[文档编号].gif)
本发明的一次使用过程:
[0025]如图4所示,本实施例中将本发明的一种多功能助残机械手安装到轮椅上,与轮椅相结合,以帮助使用者实现用餐及看书的目的。为了尽可能的降低机械手的整机重量,机械手的骨架部分采用塑料材质,并通过3D打印技术制造。
[0026]舵机7反向转动,直到手爪5处于最大张开位置,选定一个抓取目标,本实施例中以水杯为例,移动机械手靠近水杯,令水杯位于处于第一夹持指8与第二夹持指9之间,此时舵机7正向转动,进而使第一夹持指8与第二夹持指9相互靠近,直到水杯被夹住,舵机7继续正向转动,夹持力不断增大,此时弹性橡胶垫16会缓慢变形,直到充分与水杯的圆柱外表面相贴合,此时水杯被完全夹紧,这时机械手向上移动,水杯在手爪5夹持作用下抬起,并缓慢靠近使用者嘴边,实现饮水的目的。[0027]即使夹持力没有控制好,导致夹持力过大,水杯也不会因为过载而碎裂,因为当夹持力超过弹簧15弹性变形力时,弹簧15会迅速被压缩,此时第一夹持指8、第二夹持指9会分别沿着第一滑块13上的第二滑道、第二滑块14上的第三滑道反向滑动,使夹持力无法继续增大,从而保证了夹持力的相对稳定,实现了过载保护的目的。