一種機械手指的製作方法

2023-06-03 18:33:06 1

本實用新型屬於機械結構領域，尤其涉及一種機械手指。

背景技術：

隨著人工智慧化的發展，對於模擬人類動作的機器的要求也越來越高，機械手指用於模擬人類的手指功能，由於機械手指不僅要抓取目標物，且還需具備較好的握持功能，因而才能對目標物具有較好的操控性能，以期達到接近人類手指的靈活程度及精準程度，因而有必要提供一種滿足具有良好的觸碰性能、結構簡單緊湊及便於後續維護保養的機械手指。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種機械手指，旨在解決現有技術中無法提供一種同時滿足具有良好的觸碰性能、結構簡單緊湊及便於後續維護保養的機械手指。

本實用新型是這樣實現的：一種機械手指，其包括多個首尾相接的指節，所述指節的一端具有頭部連接部，另一端具有尾部連接部，相鄰兩所述指節通過一轉軸穿設於前一所述指節的頭部連接部和後一所述指節的尾部連接部而首尾相接，且所述轉軸與所述頭部連接部和所述尾部連接部均為可拆卸連接，所述機械手指還包括與位於最末端的所述指節的端部連接以改善所述機械手指的觸碰性能的指尖，所述指尖包括具有平滑曲面的外壁。

具體地，所述指節的一側設置有用於對所述轉軸進行軸向限位的第一蓋板。

進一步地，所述尾部連接部包括與所述第一蓋板同側設置的第一尾部連接板及與所述第一尾部連接板對側設置的第二尾部連接板，所述轉軸穿越前一所述指節的頭部連接部後嵌設於與該所述前一指節首尾接續設置的後一所述指節的第二尾部連接板中。

進一步地，所述頭部連接部包括至少兩個間隔設置的頭部連接板，且各所述頭部連接板位於所述第一尾部連接板和所述第二尾部連接板之間。

具體地，所述第二尾部連接板內側設置有用於嵌設所述轉軸的轉軸孔，所述第二尾部連接板外側還設置有與所述轉軸相對設置的通孔，所述通孔與所述轉軸孔相連通。

具體地，所述指尖包括與所述指節的頭部連接部連接的頭部指尖和與所述指節的尾部連接部連接的尾部指尖。

進一步地，所述轉軸與所述第一尾部連接板、所述頭部連接部及所述第二尾部連接板均為間隙配合。

具體地，所述指節上設有用於嵌設傳感器的傳感器孔位，所述傳感器孔位設於所述指節的側端或頂部。

進一步地，所述指節的另一側設有與所述第一蓋板對設的第二蓋板。

具體地，所述指尖的端部的外壁為弧面。

本實用新型提供的機械手指，其通過於指節的一端設置頭部連接部，另一端設置尾部連接部，其還設置了轉軸將前一指節的頭部連接部和後一指節的尾部連接部連接起來從而形成首尾相接，且轉軸與頭部連接部和尾部連接部為可拆卸連接，從而可方便中間指節的拆卸，即方便了後續對中間指節進行增減或替換，也即方便了後續對機械手指的維護保養；其還於機械手指的末端指節的末端設置了具有平滑曲面的外壁的指尖，從而在滿足中間指節通用性能的基礎上，改善了機械手指的觸碰性能，進一步地，其還於指節上設置了用於嵌設傳感器的傳感器孔位，從而可將傳感器集成於指節上，無需再設置專門針對傳感器進行定位的傳感器定位部件，不僅簡化了機械手指的結構，還使得機械手指的結構更加緊湊，充分滿足了現代智能機器對精細化的要求。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的機械手指的立體示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的機械手指的拆解示意圖；

圖3是本實用新型實施例提供的機械手指的爆炸示意圖；

圖4是本實用新型實施例提供的機械手指的局部爆炸示意圖；

圖5是本實用新型實施例提供的相鄰兩指節連接示意圖；

圖6是本實用新型實施例提供的相鄰兩指節連接處的連接部位的剖視示意圖；

圖7是本實用新型實施例提供的機械手指應用於機器上的示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

需要說明的是，當元件被稱為「固定於」或「設置於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。當一個元件被稱為「連接於」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

還需要說明的是，本實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產品的正常使用狀態為參考的，而不應該認為是具有限制性的。

如圖1至圖6所示，為本實用新型實施例提供的機械手指的各相關示意圖，本實施例提供的機械手指包括多個首尾相接的指節1，指節1的一端具有頭部連接部11，另一端具有尾部連接部12，相鄰兩指節1之間可通過一轉軸2穿設於前一指節1的頭部連接部11和後一指節1的尾部連接部12而首尾相接，進一步地，轉軸2與頭部連接部11和尾部連接部12均為可拆卸連接，以方便拆卸，通過轉軸2將相鄰兩指節1連接，可使各指節1間可相對轉動，以滿足機械手指抓取物品時的動作需要，轉軸2與指節1之間設置成可拆卸連接，從而可便於對中間指節1進行增減或替換，以滿足各種工況的需要。進一步地，機械手指還包括與位於最末端的指節1的端部連接的指尖3，且該指尖3包括具有平滑曲面的外壁，指尖3的設置，可使得機械手指具有更好的觸碰接觸性能，因指節1在結構設計上的需要，通常不具備光滑的外表面或具有與人手指相似的削尖形狀，因而在末端指節1的末端專門設置指尖3，既可滿足中間指節1增減或替換的通用性的需要，又可滿足機械手指觸碰性能的需要，從而使機械手指更加人性化。進一步地，本實用新型實施例提供的機械手指的指節1上設置有用於嵌設傳感器的傳感器孔位13，通過該傳感器孔位13，可將傳感器嵌設於指節1上，從而無需針對傳感器再設置專用的傳感器定位部件，簡化了整個機械手指的結構，並使得機械手指的結構更加緊湊，同時，還可隨時跟蹤指節1動作，對機械手指隨時進行監測，從而更能滿足現代智能機器精細化的要求。

本實用新型提供的機械手指，其通過於指節1的一端設置頭部連接部11，另一端設置尾部連接部12，其還設置了轉軸2將前一指節1的頭部連接部11和後一指節1的尾部連接部12連接起來從而形成首尾相接，且轉軸2與頭部連接部11和尾部連接部為可拆卸連接，從而可方便中間指節1的拆卸，即方便了後續對中間指節1進行增減或替換，也即方便了後續對機械手指的維護保養；其還於末端指節1的末端設置了具有平滑曲面的外壁的指尖3，從而在滿足中間指節1通用性能的基礎上，改善了機械手指的觸碰性能，進一步地，其還於指節1上設置了用於嵌設傳感器的傳感器孔位13，從而可將傳感器集成於指節1上，無需再設置專門針對傳感器進行定位的傳感器定位部件，不僅簡化了機械手指的結構，還使得機械手指的結構更加緊湊，充分滿足了現代智能機器對精細化的要求。

作為一具體實施方式，指節1的一側設置有用於對轉軸2進行軸向限位的第一蓋板4，從而既可用於對轉軸2進行軸向限位及定位，防止轉軸2軸向滑脫，又可對指節1起到一定的防護作用。

作為一具體實施方式，參見圖3和圖4，尾部連接部12包括與第一蓋板4同側設置的第一尾部連接板121及與第一尾部連接板121對側設置的第二尾部連接板122，轉軸2穿越前一指節1的頭部連接部11後嵌設於與該前一指節1首尾接續設置的後一指節1的第二尾部連接板122中。這樣，轉軸2的另一端即可通過第二尾部連接板122進行限位及定位，從而既實現了相鄰指節1間的轉動可拆卸連接，又可通過指節1本身對轉軸2進行限位及定位，而無需設置專門的定位結構，從而簡化了機械手指的結構。

具體地，轉軸2穿越第一尾部連接板121後穿越頭部連接部11，繼而嵌設於第二尾部連接板122中，且轉軸2位於第一尾部連接板121的一側的端部的端面相對凹陷於第一尾部連接板121的外壁面所在的平面，這樣，當第一蓋板4與第一尾部連接板121的外側壁面貼合時，可避免與轉軸2發生幹涉，從而可對轉軸2起到限位及定位作用。

當然，為實現轉軸2軸向定位，當轉軸2凸出於第一尾部連接板121的外壁面時，也可於第一蓋板4內側與轉軸2相對的位置開設定位凹孔進行限位及定位，此種方式可同樣實現對轉軸2的定位，在此不作細述。

作為一較佳實施方式，為便於轉軸2的快速拆卸，本實施例中，轉軸2與第一尾部連接板121、頭部連接部11及第二尾部連接板122均為間隙配合，較佳地，為小間隙配合即可，從而既能方便轉軸2的拆卸，又可保證機械手指的動作精度。

作為一具體實施方式，頭部連接部11包括至少兩個間隔設置的頭部連接板111，本實施例中，頭部連接板111設置有兩個，各頭部連接板111均位於第一尾部連接板121和第二尾部連接板122之間，這樣，可有助於相鄰兩指節1之間的力矩達到平衡，從而使指節1的傳動更為順暢，避免發生卡死、卡緊的情形。

作為一具體實施方式，參見圖3和圖6，第二尾部連接板122內側設置有用於嵌設轉軸2的轉軸孔1221，第二尾部連接板122外側還設置有與轉軸2相對設置的通孔1222，該通孔1222的直徑小於轉軸孔1221的直徑，且該通孔1222與轉軸孔1221相連通，這樣，在拆卸轉軸2時，可通過該通孔1222抵頂轉軸2從而可將轉軸2快速地拆出，方便快捷。

作為一具體實施方式，指節1的另一側嵌設有與第一蓋板4對設的第二蓋板5，從而可對指節1的另一側起到防護作用。

作為一具體實施方式，本實施例中，指節1設置的數量為四個，當然，指節1的設置數目可根據需要作適當增減，其設置數目並不引以為限。

本實施例中，指尖3設置有兩種，參見圖1和圖3，包括與指節1的頭部連接部11連接的頭部指尖31和與指節1的尾部連接部12連接的尾部指尖32，因指節1的頭部連接部11和尾部連接部12的構造不同，從而設置兩種分別與頭部連接部11對接的頭部指尖31和與尾部連接部12對接的尾部指尖32，可滿足機械手指在實際使用中既可能以指節1的頭部連接部11作為機械手指末端，又可能以指節1的尾部連接部12作為機械手指末端的不同情形的需要。

具體地，頭部指尖31的內側設有用於嵌設指節1的頭部連接板111的頭部嵌接孔311及用於嵌設第二蓋板5的蓋板嵌接孔312，且頭部指尖31的寬度與指節1組裝第一蓋板4和第二蓋板5後的整體的寬度相等，且頭部指尖31的端部的外壁為弧面，這樣，不僅可對指節1起到封閉作用，還可減小機械手指對所抓取的目標物的損害。

同樣地，尾部指尖32的內側亦設有用於嵌設指節1的第一尾部連接板121和第二尾部連接板122的尾部嵌接孔321，尾部指尖32的寬度與指節1組裝第一蓋板4和第二蓋板5後的整體的寬度相等，且尾部指尖32的端部的外壁亦為弧面，從而同樣可對指節1起到封閉作用及減小機械手指對所抓取的目標物的損害。在實際使用中，可根據機械手指最末端的指節1的末端是頭部連接部11還是尾部連接部12而選擇相應對接的指尖3。

作為一具體實施方式，傳感器孔位13設於指節1的側端和/或頂部，實際使用中，所嵌設的傳感器可能包括觸覺傳感器和角度傳感器，或其它類型傳感器等，傳感器孔位13的具體設置位置及形狀，可根據實際需要而設置。本實施例中，參見圖2、圖3及圖6，尾部連接部12的第二尾部連接板122的外側壁嵌設有一角度傳感器6，於指節1的頂部嵌設有一觸覺傳感器7，從而將角度傳感器6和觸覺傳感器7集成於指節1上，以達到簡化機械手指結構及使其結構緊湊小巧化的目的。觸覺傳感器7嵌設於指節1的頂部，亦即設於指節1上與機械手指所要抓取的目標物相對的側壁面，從而在觸碰到目標物時可感受到接觸觸覺。

參見圖3和圖6，兩個頭部連接板111之間設置有滑輪8，滑輪8套設於轉軸2上，通過滑輪8，可進行繞線設置，提供指節1間聯動實現特定手勢的控制。

如圖7所示，給出了將本實用新型提供的機械手指應用於機器上的示例，本實施例中，機械手指設置有兩組，每一組機械手指包括七個指節1，包括位於頂部的一過渡連接指節1和均布於該過渡連接指節1兩側的六個指節1，即每一側設置有三個指節，與人手指的關節數目相同，從而可充分模擬人手指對目標物進行抓取及握持。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。