本實用新型涉及機械手技術領域，尤其涉及一種具有多關節、多自由度的機械手。

背景技術：

機械手它是在早期出現的古代機器人基礎上發展起來的，隨著計算機和自動控制技術的發展，同時大批量生產的迫切需求推動了機器人的發展；在生產中有著許多環節人不能進行直接工作，或者說對人的健康不利，因而大量的機器人投入到生產中，例如搬運貨物、高危險條件下工作等；因此操作者就要非常熟悉機器人，學習掌握機器人的運用，遺憾的是，在生產應用中的機器人大都體積較大、較笨重，不易于大規模的教學，另外，把學員帶到生產前線學習，這樣既危險同時還會影響正常的生產；因此如何解決機械手體積大、笨重，不利于大規模應用于教學的問題便是本技術領域人員需要解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提出一種具有多關節、多自由度的機械手，實現前后擺動或左右擺動，使機械手的夾持點在同一區域內大大的增多，更具有靈活性。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種具有多關節、多自由度的機械手，包括底板、舵機控制板、電源、關節臂和平行夾持機械手爪；

所述舵機控制板和所述電源分別固定設置于所述底板；

所述關節臂通過旋轉底盤立式設置在所述底板的機械手底座上，所述關節 臂包括擺動臂、擺動肘和擺動腕，所述擺動臂的擺動端設于所述旋轉底盤上，所述擺動臂的末端連接于所述擺動肘的始端，所述擺動肘的末端連接于所述擺動腕的始端，所述擺動腕的末端安裝有所述平行夾持機械手爪；

所述擺動臂、擺動肘和擺動腕分別設有用于驅動其擺動或旋轉的驅動電機，各所述驅動電機與所述舵機控制板連接；

所述關節臂上任意兩相鄰的驅動電機，其兩者的轉動軸的軸心不位于同一平面內。

更進一步的說明，所述擺動肘設置有多個，多個所述擺動肘的擺動端和末端依次相連。

更進一步的說明，所述平行夾持機械手爪與所述擺動腕之間還設置有旋轉電機。

更進一步的說明，所述關節臂設置有兩副，兩所述關節臂共用一個擺動臂，所述擺動臂的末端設有兩個轉接部，所述轉接部分別轉接有所述擺動肘。

更進一步的說明，所述轉接部為L型板件。

更進一步的說明，所述關節臂設置于轉接部的延伸板的外板面上，轉接部的底板設置有配重塊。

更進一步的說明，所述舵機控制板的串口兼具USB模式開關和PS2模式開關兩種模式。

更進一步的說明，所述平行夾持機械手爪包括舵機固定板、舵盤、左夾持爪、右夾持爪、左連桿、右連桿、左嚙合齒輪桿和右嚙合齒輪桿；

所述左嚙合齒輪桿和所述右嚙合齒輪桿安裝于所述舵機固定板，且其兩者的齒輪端相互嚙合；

所述左夾持爪和所述右夾持爪可開合的相對設置，所述左夾持爪和所述右 夾持爪的內側壁均設有凹槽；

所述左夾持爪的主動端鉸接于所述左嚙合齒輪桿的連桿端，所述左夾持爪的限位端通過所述左連桿連接于所述舵機固定板；

所述右夾持爪的主動端鉸接于所述右嚙合齒輪桿的連桿端，所述右夾持爪的限位端通過所述右連桿連接于所述舵機固定板；

所述左連桿和所述右連桿相互平行；

所述舵盤控制所述左嚙合齒輪桿或所述右嚙合齒輪桿的轉動。

更進一步的說明，所述擺動臂、所述擺動肘和擺動腕分別由U型板構成。

更進一步的說明，所述舵機控制板設有用于檢測電源電量的檢測器和用于報警提醒充電的蜂鳴器。

本實用新型的有益效果：

1、任意兩相鄰的驅動電機，兩者的轉動軸不位于同一平面內，使擺動臂、擺動肘或擺動腕的擺動方向各不相同，實現前后擺動或左右擺動，使機械手的夾持點在同一區域內大大的增多，更具有靈活性；

2、通過多個擺動肘的設置，實現4個關節以上的機械手運動，可組裝成多種形態的機械手；

3、通過程序或手柄控制所述的雙臂機械手臂部前后擺動和360度旋轉、第一關節臂的擺動肘和第二關節臂的擺動肘的上下擺動，及其旋轉平行夾持機械手爪完成其所需完成的指定動作，同一時間內可操控兩個關節臂的同步運作，可有效的提高生產效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的一個實施例的結構示意圖；

圖2是本實用新型的另一個實施例的結構示意圖；

圖3是本實用新型的平行夾持機械手爪的結構示意圖。

其中：底板1、機械手底座11、舵機控制板2、電源3、關節臂4、平行夾持機械手爪5、旋轉底盤6、擺動臂41、擺動肘42、擺動腕43、驅動電機44、旋轉電機51、轉接部411、延伸板411a、轉接部411的底板411b、舵機固定板51、舵盤52、左夾持爪53、主動端531、限位端532、右夾持爪54、左連桿55、右連桿56、左嚙合齒輪桿57、右嚙合齒輪桿58。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。

如圖1或圖2所示，一種具有多關節、多自由度的機械手，包括底板1、舵機控制板2、電源3、關節臂4和平行夾持機械手爪5；

所述舵機控制板2和所述電源3分別固定設置于所述底板1；

所述關節臂4通過旋轉底盤6立式設置在所述底板1的機械手底座11上，所述關節臂4包括擺動臂41、擺動肘42和擺動腕43，所述擺動臂41的擺動端設于所述旋轉底盤6上，所述擺動臂41的末端連接于所述擺動肘42的始端，所述擺動肘42的末端連接于所述擺動腕43的始端，所述擺動腕43的末端安裝有所述平行夾持機械手爪5；

所述擺動臂41、擺動肘42和擺動腕43分別設有用于驅動其擺動或旋轉的驅動電機44，各所述驅動電機44與所述舵機控制板2連接；

所述關節臂4上任意兩相鄰的驅動電機44，其兩者的轉動軸的軸心不位于同一平面內。

所述機械手的各個關節都受到舵機控制板2控制，其運動后的位置都會被記憶在舵機控制板2，通過信號線把各個關節的驅動電機44連接到舵機控制板2，舵機控制板2則通過串口接受程序信號控制所屬機械手的各個關節的驅動電 機44，使其驅動各個關節到達指定位置完成指定的動作；或者采用人工示教，操作者通過手柄給舵機控制板發送信號，指定各個關節動作完成指定的動作；無論是程序控制還是手柄控制，只要是在同一條件下，都無需再次人工控制。

更進一步的說明，任意兩相鄰的驅動電機，兩者的轉動軸不位于同一平面內，使擺動臂、擺動肘或擺動腕的擺動方向各不相同，實現前后擺動或左右擺動，使機械手的夾持點在同一區域內大大的增多，更具有靈活性。

關節臂4各擺動端的驅動電機由舵機控制板2來控制，實現其關節臂4的轉動或伸縮運動，關節臂4的末端設有平行夾持機械手爪5，使關節臂可用于夾持。

更進一步的說明，機械手底座11用于固定旋轉電機，所述旋轉電機驅動關節臂4的整體旋轉運動。

更進一步的說明，所述擺動肘42設置有多個，多個所述擺動肘42的擺動端和末端依次相連，通過多個擺動肘42的設置，實現4個關節以上的機械手運動，可組裝成多種形態的機械手。

更進一步的說明，所述平行夾持機械手爪5與所述擺動腕43之間還設置有旋轉電機51。旋轉電機51實現所述平行夾持機械手爪5的360度旋轉。

更進一步的說明，所述關節臂4設置有兩副，兩所述關節臂4共用一個擺動臂41，所述擺動臂41的末端設有兩個轉接部411，所述轉接部411分別轉接有所述擺動肘42。

如圖2所示，雙臂機械手至少有十個自由度且雙臂共用一擺動臂，包括平行夾持機械手爪5、驅動電機、舵機控制板2等部件；通過程序或手柄控制所述的雙臂機械手臂部前后擺動和360度旋轉、第一關節臂的擺動肘和第二關節臂的擺動肘的上下擺動，及其旋轉平行夾持機械手爪完成其所需完成的指定動作， 同一時間內可操控兩個關節臂的同步運作，可有效的提高生產效率。

更進一步的說明，所述轉接部411為L型板件。

更進一步的說明，所述關節臂4設置于轉接部411的延伸板411a的外板面上，轉接部411的底板411b設置有配重塊。避免其擺動肘設置較多時，轉接部411不可承重而發生偏倒，另外，關節臂4設置于外板面上，中部留空位置大大增多，使其兩副關節臂4的運動互不干擾，互不受限。

更進一步的說明，所述舵機控制板2的串口兼具USB模式開關和PS2模式開關兩種模式。舵機控制板2的串口帶有USB/PS2模式開關可設置自動或手動，操作者可通過舵機控制板2的串口輸送程序信號或者通過手柄操控機械手，有利于操作者的示教展示，機械手由操作者操作示教后即可轉為機械操作，效率高。舵機控制板2通過串口接受程序信號，從而控制機械手的各個關節的驅動電機的運作，驅動電機驅動關節上下左右擺動或旋轉，從而到達指定位置。

如圖3所示，所述平行夾持機械手爪5包括舵機固定板51、舵盤52、左夾持爪53、右夾持爪54、左連桿55、右連桿56、左嚙合齒輪桿57和右嚙合齒輪桿58；

所述左嚙合齒輪桿57和所述右嚙合齒輪桿58安裝于所述舵機固定板51，且其兩者的齒輪端相互嚙合；

所述左夾持爪53和所述右夾持爪54可開合的相對設置，所述左夾持爪53和所述右夾持爪54的內側壁均設有凹槽；

所述左夾持爪53的主動端531鉸接于所述左嚙合齒輪桿57的連桿端，所述左夾持爪53的限位端532通過所述左連桿55連接于所述舵機固定板51；

所述右夾持爪54的主動端鉸接于所述右嚙合齒輪桿58的連桿端，所述右夾持爪54的限位端通過所述右連桿56連接于所述舵機固定板51；

所述左連桿55和所述右連桿56相互平行；

所述舵盤52控制所述左嚙合齒輪桿57或所述右嚙合齒輪桿58的轉動。

鉸接固定結構采用螺柱和螺釘的配合進行安裝，并通過左右連桿55、56的平行設置，使平行夾持機械手爪可實現穩定的夾持。另外，通過兩齒輪桿的齒輪端相互嚙合，確保夾持時展開和合并時運動的精準性。

更進一步的說明，所述擺動臂、所述擺動肘和擺動腕分別由U型板構成。

更進一步的說明，驅動電機安裝于U型板的開口端處，且其轉動軸所述U型板的擺動。

更進一步的說明，所述舵機控制板2設有用于檢測電源3電量的檢測器和用于報警提醒充電的蜂鳴器。

舵機控制板2設有用于報警提醒充電的蜂鳴器，優選的，設定電源電量低于7V時，蜂鳴器就會報警提醒充電，避免生產過程中沒有充足的電量提供，而導致機械手中途停下，影響整個生產過程。

優選的，所述電源3通過降壓芯片與舵機控制板連接，電源3型號選用7.4V1500mAh 20c。

以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它具體實施方式，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。