一種穿戴式驅動液壓機械手的製作方法

2023-04-29 18:23:37

本實用新型涉及仿生機械手技術領域，具體為一種穿戴式驅動液壓機械手。

背景技術：

現代工業機器人在結構形式上與人臂和遙控機械手相似，控制原理則是基於數控和遙控的概念。現代工業機器人被看成是「數控操作臂」，其中操作人員直接操作的主臂由計算機數控裝置所代替。工業機器人由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作、自動控制、可重複編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化生產設備。特別適合於多品種、變批量的柔性生產。它對穩定、提高產品質量，提高生產效率，改善勞動條件和產品的快速更新換代起著十分重要的作用。機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智慧、仿生學等多門學科而形成的高新技術。機器人應用情況，是一個國家工業自動化水平的重要標誌。機器人並不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環境狀態的快速反應和分析判斷能力，又有可長時間持續工作、精確度高、抗惡劣環境的能力，它是工業生產中重要的生產設備和服務性設備，也是先進位造技術領域不可缺少的自動化設備。機械手是模仿人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業生產中應用的機械手被稱為「工業機械手」。生產中應用機械手可以提高生產的自動化水平和勞動效率；可以減輕勞動強度、保證產品質量、實現安全生產；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、衝壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業、交通運輸業等方面得到越來越廣泛的應用。隨著工業自動化程度的提高，工業現場的很多易燃、易爆等高危及重體力勞動場合必將由機器人所代替。這一方面可以減輕工人的勞動強度，另一方面可以大大提高勞動生產率。例如，目前在我國的許多中小型汽車生產以及輕工業生產中，往往衝壓成型這一工序還需要人工上下料，既費時費力，又影響效率。例如，目前在我國的許多中小型汽車生產以及輕工業生產中，往往衝壓成型這一工序還需要人工上下料，既費時費力，又影響效率，針對上述問題，特提出一種穿戴式驅動液壓機械手。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種穿戴式驅動液壓機械手，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種穿戴式驅動液壓機械手，包括驅動手套、單片機控制器和機械手，且驅動手套和機械手均通過電線與單片機控制器連接，所述驅動手套包括驅動手套手掌區，所述驅動手套手掌區的前端設有驅動手套拇指區和四個驅動手套手指區，所述驅動手套手掌區的底部安裝有動作識別裝置，所述驅動手套拇指區和驅動手套手指區內均安裝有動作識別裝置，所述機械手包括機械手手掌區，所述機械手手掌區的左側壁、右側壁和底部設有第一液壓馬達，所述機械手手掌區的前端安裝有機械手拇指區和四個機械手手指區，且機械手拇指區和機械手手指區與機械手手掌區的連接處安裝有第二液壓馬達，所述機械手拇指區和機械手手指區內均安裝有第一液壓馬達，所述動作識別裝置、第一液壓馬達和第二液壓馬達均通過電導體與單片機控制器連接。

優選的，所述驅動手套手指區均勻分布有前區間、中區間和後區間三個區間，所述驅動手套手指區內安裝的動作識別裝置的數量為三個，且動作識別裝置分別位於驅動手套手指區的三個區間內。

優選的，所述驅動手套拇指區內安裝的動作識別裝置的數量為兩個，且動作識別裝置分別位於驅動手套拇指區的前端和後端。

優選的，所述機械手拇指區內安裝的第一液壓馬達的數量為兩個，且第一液壓馬達分別位於機械手拇指區中部的左、右兩個側壁上。

優選的，所述機械手手指區內安裝的第一液壓馬達的數量為四個，且第一液壓馬達分別位於機械手手指區前端的左、右兩個側壁上和機械手手指區後端的左、右兩個側壁上。

優選的，所述動作識別裝置包括動作傳感模塊和加速度傳感模塊。

優選的，所述第一液壓馬達相對於機械手伸平時橫向安裝，所述第二液壓馬達相對於機械手伸平時縱向安裝。

優選的，所述電線為聚氨酯纖維可伸縮電線。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：一種穿戴式驅動液壓機械手，結構簡單，緊湊，控制方便，更加準確的還原了手部的動作，並且可以還原手部做動作時的速度，適用於工業現場的易燃、易爆等高危及重體力勞動場合，可以自動抓取或搬運軸類零件或棒料毛坯，在減輕工人的勞動強度的同時，有效提高了勞動生產率，避免了傳統的機械控制方案的弊端，能夠高效地通過人體進行迅速，有效，靈敏的控制，並且機械手採用液壓伺服技術可以提供強大的動力，完成人手無法完成的高壓作業。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型中動作識別裝置的結構框圖；

圖3為本實用新型中動作傳感模塊的電路圖。

圖中：1、驅動手套，11、驅動手套手掌區，12、驅動手套拇指區，13、驅動手套手指區，131、前區間，132、中區間，133、後區間，14、動作識別裝置，2、單片機控制器，3、機械手，31、機械手手掌區，32、第一液壓馬達，33、機械手拇指區，34、機械手手指區，35、第二液壓馬達，4、電線。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參閱圖1-3，本實用新型提供一種技術方案：一種穿戴式驅動液壓機械手，包括驅動手套1、單片機控制器2和機械手3，且驅動手套1和機械手3均通過電線4與單片機控制器2連接，所述驅動手套1包括驅動手套手掌區11，所述驅動手套手掌區11的前端設有驅動手套拇指區12和四個驅動手套手指區13，所述驅動手套手掌區11的底部安裝有動作識別裝置14，所述驅動手套拇指區12和驅動手套手指區13內均安裝有動作識別裝置14，所述機械手3包括機械手手掌區31，所述機械手手掌區31的左側壁、右側壁和底部設有第一液壓馬達32，所述機械手手掌區31的前端安裝有機械手拇指區33和四個機械手手指區34，且機械手拇指區33和機械手手指區34與機械手手掌區31的連接處安裝有第二液壓馬達35，所述機械手拇指區33和機械手手指區34內均安裝有第一液壓馬達32，所述動作識別裝置14、第一液壓馬達32和第二液壓馬達35均通過電導體與單片機控制器2連接，所述驅動手套手指區13均勻分布有前區間131、中區間132和後區間133三個區間，所述驅動手套手指區13內安裝的動作識別裝置14的數量為三個，且動作識別裝置14分別位於驅動手套手指區13的三個區間內，所述驅動手套拇指區12內安裝的動作識別裝置14的數量為兩個，且動作識別裝置14分別位於驅動手套拇指區12的前端和後端，所述機械手拇指區33內安裝的第一液壓馬達32的數量為兩個，且第一液壓馬達32分別位於機械手拇指區33中部的左、右兩個側壁上，所述機械手手指區34內安裝的第一液壓馬達32的數量為四個，且第一液壓馬達32分別位於機械手手指區34前端的左、右兩個側壁上和機械手手指區34後端的左、右兩個側壁上，所述動作識別裝置14包括動作傳感模塊和加速度傳感模塊，可以更好的對手部動作進行識別，所述第一液壓馬達32相對於機械手3伸平時橫向安裝，所述第二液壓馬達35相對於機械手3伸平時縱向安裝，可以實現機械手的仿生動作，所述電線4為聚氨酯纖維可伸縮電線，可以根據需要來變換電線的長短，結構簡單，緊湊，控制方便，更加準確的還原了手部的動作，並且可以還原手部做動作時的速度，適用於工業現場的易燃、易爆等高危及重體力勞動場合，可以自動抓取或搬運軸類零件或棒料毛坯，在減輕工人的勞動強度的同時，有效提高了勞動生產率，避免了傳統的機械控制方案的弊端，能夠高效地通過人體進行迅速，有效，靈敏的控制。並且機械手3採用液壓伺服技術可以提供強大的動力，完成人手無法完成的高壓作業。

工作原理：在使用時，動作識別裝置14中的動作傳感模塊與加速度傳感模塊與單片機控制器2相連，動作傳感模塊與加速度傳感模塊採集到的數據通過單片機控制器2處理，作為液壓伺服自動控制系統的輸入量，再通過機械手3上的第一液壓馬達32與第二液壓馬達35來控制機械手做動作。初始時，整個手部穿帶驅動手套1後，動作傳感模塊與加速度傳感模塊會先得到一個初始位置數據，作為單片機控制器2控制液壓伺服自動控制系統的指令信號，在手部或手指進行彎曲和移動時，動作傳感模塊與加速度傳感模塊就會採集到一組新的位置數據，新數據會通過單片機控制器2來反饋到液壓伺服自動控制系統，代表實際狀態的信號與指令信號比較，得到誤差信號，並驅動第一液壓馬達32與第二液壓馬達35進行調節轉速與旋轉角度，使得機械手3完成與肢體相同的動作，調節完成後，最終得到的實際狀態信號會作為新的指令信號，等待下一次反饋信號的輸入，避免了傳統的機械控制方案的弊端，能夠高效地通過人體進行迅速，有效，靈敏的控制。並且機械手3採用液壓控制技術，可以提供強大的動力，完成人手無法完成的高壓作業。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。