本實用新型涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多自由度仿生機械手。

背景技術(shù)：

如今市場上已經(jīng)出現(xiàn)了各種類型的機械手，大部分是通過軟件進(jìn)行操控，實現(xiàn)了自動化操作，整體來看，市面上的機械手造價昂貴，尤其是多自由度的機械手造價更高，此外，這些機械手需要匹配相應(yīng)的操作軟件，通常需要較高學(xué)歷的熟練工人來操作，沒有普遍適用性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理、使用方便的多自由度仿生機械手。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：它包含機械手、單片機轉(zhuǎn)換電路、手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)；其中，機械手包含轉(zhuǎn)軸、舵機、手指節(jié)，手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)包含關(guān)節(jié)和電位器；機械手的手指節(jié)上安裝舵機，在機械手的手指節(jié)連接處安裝轉(zhuǎn)軸，單片機轉(zhuǎn)換電路安裝在機械手的手指節(jié)下方，在手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)上安裝關(guān)節(jié)，電位器安裝在兩個關(guān)節(jié)連接處，且電位器與單片機轉(zhuǎn)換電路相連接，機械手以單片機轉(zhuǎn)換電路為控制核心，通過電位器捕捉人手動作，將信息反饋至單片機轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，控制機械手上的舵機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機械手的控制。

電位器采用WL-B50K電位器，并且選用模擬的骨架結(jié)構(gòu)固定，單片機轉(zhuǎn)換電路采用Arduino MEGA 2560單片機，舵機采用SG90舵機，機械手外殼采用建模軟件設(shè)計，利用3D打印機打印，純手工裝配，3D打印機原材料是輕質(zhì)PLA材料；電位器隨著人指關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，并且將采集的信息反饋給單片機轉(zhuǎn)換電路，單片機轉(zhuǎn)換電路是將單片機采集的動作信息和運動信號的數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼處理與信息的轉(zhuǎn)換，并且輸出舵機可以接受的脈沖信號，機械手在舵機接收單片機轉(zhuǎn)換電路的脈沖信號后驅(qū)動機械手在指令指揮下做出相應(yīng)的手勢，實現(xiàn)機械手的同步運動，達(dá)到模仿人手的各種動作的效果。

在使用過程中先將手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)固定在手套上，帶上手套后，手指的運動可以帶動著數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)的運動，從而帶動電位器的轉(zhuǎn)動，然后，運動信息采集后傳遞至單片機轉(zhuǎn)換電路，單片機轉(zhuǎn)換電路編碼后形成操作指令，最后，把舵機固定到機械手中，以便于當(dāng)有數(shù)據(jù)傳輸時機械手部分進(jìn)行對應(yīng)的動作，單片機轉(zhuǎn)換電路將操作指令傳遞給機械手上的舵機，最終在舵機的驅(qū)動下，機械手仿生人手做出相應(yīng)的手勢。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型有益效果為：本實用新型所述的多自由度仿生機械手，具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)置合理，制作成本低等優(yōu)點。實現(xiàn)了機械手與人手結(jié)構(gòu)高度相似，有十四個手指節(jié)，且每個手指節(jié)都可以活動，實現(xiàn)了多自由度，通過對人手運動數(shù)據(jù)的采集，可實時實現(xiàn)機械手執(zhí)行相同動作，實現(xiàn)了仿生。

本實用新型可實現(xiàn)機械手與人手動作的完全同步，不僅可以夾持物件，還可以做出各種人手可以做的動作，機械手部分采用舵機驅(qū)動，人手動作信號采集部分運用電位器，實現(xiàn)人手動作的角位移信號捕捉和機械手的轉(zhuǎn)動；是一款任何人都能夠操作的簡易機械手，并且可以演示人手所做出來的手勢，使其具有應(yīng)用于機器人交通警察、盲語表達(dá)等手勢演示工作的潛力。

附圖說明

圖1是本實用新型的機械手結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的機械手原理示意圖；

圖4是本實用新型的手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)原理示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、機械手；1-1、轉(zhuǎn)軸；1-2、舵機；1-3、手指節(jié)；2、單片機轉(zhuǎn)換電路；3、手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)；3-1、關(guān)節(jié)；3-2、電位器。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施方式，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

參看圖1-圖4所示，它包含機械手1、單片機轉(zhuǎn)換電路2、手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)3；其中，機械手1包含轉(zhuǎn)軸1-1、舵機1-2、手指節(jié)1-3，手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)3包含關(guān)節(jié)3-1和電位器3-2；機械手1的手指節(jié)1-3上安裝舵機1-2，在機械手1的手指節(jié)1-3連接處安裝轉(zhuǎn)軸1-1，單片機轉(zhuǎn)換電路2安裝在機械手1的手指節(jié)1-3下方，在手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)3上安裝關(guān)節(jié)3-1，電位器3-2安裝在兩個關(guān)節(jié)3-1連接處，且電位器3-2與單片機轉(zhuǎn)換電路2相連接；機械手1以單片機轉(zhuǎn)換電路2為控制核心，通過電位器3-2捕捉人手動作，將信息反饋至單片機轉(zhuǎn)換電路2，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，控制機械手1上的舵機1-2的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機械手1的控制。

電位器3-2采用WL-B50K電位器，并且選用模擬的骨架結(jié)構(gòu)固定，單片機轉(zhuǎn)換電路2采用Arduino MEGA 2560單片機，舵機1-2采用SG90舵機，機械手1外殼采用建模軟件設(shè)計，利用3D打印機打印，純手工裝配，3D打印機原材料是輕質(zhì)PLA材料；電位器3-2隨著人指關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，并且將采集的信息反饋給單片機轉(zhuǎn)換電路2，單片機轉(zhuǎn)換電路2是將單片機采集的動作信息和運動信號的數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼處理與信息的轉(zhuǎn)換，并且輸出舵機1-2可以接受的脈沖信號，機械手1在舵機1-2接收單片機轉(zhuǎn)換電路2的脈沖信號后驅(qū)動機械手1在指令指揮下做出相應(yīng)的手勢，實現(xiàn)機械手1的同步運動，達(dá)到模仿人手的各種動作的效果。

在使用過程中先將手指數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)3固定在手套上，帶上手套后，手指的運動可以帶動著數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)的運動，從而帶動電位器3-2的轉(zhuǎn)動，然后，運動信息采集后傳遞至單片機轉(zhuǎn)換電路2，單片機轉(zhuǎn)換電路2編碼后形成操作指令，最后，把舵機1-2固定到機械手1中，以便于當(dāng)有數(shù)據(jù)傳輸時機械手1部分進(jìn)行對應(yīng)的動作，單片機轉(zhuǎn)換電路2將操作指令傳遞給機械手1上的舵機1-2，最終在舵機1-2的驅(qū)動下，機械手1仿生人手做出相應(yīng)的手勢。

本具體實施方式實現(xiàn)了機械手1與人手結(jié)構(gòu)高度相似，有十四個手指節(jié)1-3，且每個手指節(jié)1-3都可以活動，實現(xiàn)了多自由度，通過對人手運動數(shù)據(jù)的采集，可實時實現(xiàn)機械手1執(zhí)行相同動作，實現(xiàn)了仿生，不僅可以夾持物件，還可以做出各種人手可以做的動作，機械手1部分采用舵機1-2驅(qū)動，人手動作信號采集部分運用電位器3-2，實現(xiàn)人手動作的角位移信號捕捉和機械手1的轉(zhuǎn)動。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。