一种带有辅助驱动结构的机械手及使用其的机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人的技术领域，具体是涉及一种带有辅助驱动结构的机械手及使用其的机器人。

背景技术：

随着智能化设备的运用，智能机器人的普及率也越来越高，方便了人们的生产和生活。

目前，市面上的智能机器人的机械手包括手爪和机械臂，在通过机械手去抓取目标物的过程中，且在抓取目标物后，机械臂需要进行提升、旋转、停止等一系列的动作，而这些动作均通过机械臂的各关节中的驱动电机实现。但是，在机械臂初始运动时，由于抓取了目标物，因此需要较大的初始力来驱动机械臂，从而给驱动电机带来了较大的负担；另外，在机械臂运动后需要停止时，也因为抓取了目标物，惯性较大，造成了停止时同样需要加大的制动力来抵消惯性力的问题，因此也给驱动电机带来了较大的负担，导致机械臂长时间使用后驱动电机易损坏，使用寿命短的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种带有辅助驱动结构的机械手及使用其的机器人，以在机械手的机械臂的各关节处选择性设置有驱动缸作为辅助驱动结构，且驱动缸仅在所在关节初始启动和停止两个状态下才会启动，而在关节启动后和停止前的一端时间内处于自由伸缩状态，从而使得在关节初始运动和停止时能受到驱动缸的辅助力作用，克服了启动时需要较大初始力以及停止时需要较大制动力来抵消惯性力的问题，减轻了驱动电机的工作负担，降低了驱动电机的损坏率，延长了使用寿命。

具体技术方案如下：

一种带有辅助驱动结构的机械手，具有这样的特征，包括手爪和机械臂，手爪设置于机械臂的一端，机械臂设置有若干个关节，且每一关节均设置有驱动电机，机械臂上且位于一个或多个关节处设置有连接驱动源的驱动缸，且驱动缸的两端分别铰接于构成所在关节的两杆件上，同时，每一杆件上且位于铰接驱动缸的位置均设置有凸起的台阶，且同一关节对应的两台阶中的其中一个或两个台阶与所在杆件的旋转中心呈偏心设置，同时，驱动缸的两端分别铰接于对应的关节的两台阶上。

上述的一种带有辅助驱动结构的机械手，其中，台阶位于关节上且与驱动电机相对的一侧。

上述的一种带有辅助驱动结构的机械手，其中，同一关节对应的两台阶均呈偏心设置时，且两台阶的偏移方向相反。

上述的一种带有辅助驱动结构的机械手，其中，每一杆件均呈“c”字形设置，且同一关节的两杆件的开口相对设置且重合，驱动电机设置于两杆件围成的空间内，同时，驱动电机还位于两杆件重合的开口之间。

上述的一种带有辅助驱动结构的机械手，其中，设置有驱动缸的关节的两侧均设置有一驱动缸，且两驱动缸均位于杆件的开口的外侧。

上述的一种带有辅助驱动结构的机械手，其中，还包括分流器，每一设置有驱动缸的关节处均设置有一分流器，且分流器为三通结构，分流器设置于一杆件上，且同一关节对应的分流器的三个端口分别与所在关节两侧的驱动缸和驱动源管道连接。

上述的一种带有辅助驱动结构的机械手，其中，驱动源与每一分流器之间均设置有调节阀和截止阀，且调节阀和截止阀串联连接。

上述的一种带有辅助驱动结构的机械手，其中，驱动缸为气缸、液压缸以及电缸中的一种。

一种机器人，具有这样的特征，包括上述任意一项所述带有辅助驱动结构的机械手，还包括主体和机械腿，机械手设置于主体的上部的两侧，机械腿设置于主体的下部的两侧，同时，驱动源设置于主体内。

上述技术方案的积极效果是：

上述的带有辅助驱动结构的机械手及使用其的机器人，通过在机械臂的一个或多个关节处设置有驱动缸，同时，每一驱动缸的两端均通过突出的台阶结构铰接于构成关节的两杆件上，使得在机械臂的关节初始运动和停止时能受到驱动缸的辅助力作用，克服了启动时需要较大初始力以及停止时需要较大制动力来抵消惯性力的问题，且在关节启动后驱动缸处于自由伸缩状态，不会对关节的运动造成干扰，从而减轻了驱动电机的工作负担，降低了驱动电机的损坏率，延长了机械手的使用寿命；另外，每一关节对应的两杆件上的一个或两个台阶处于偏心设置，从而保证了在关节的两杆件处于直线状态时，驱动缸也会处于倾斜状态，从而保证了驱动缸始终与杆件呈角度设置，从而使得关节的两杆件处于任何角度时均能受到驱动缸的辅助作用，提升了辅助驱动的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的一种带有辅助驱动结构的机械手的实施例的结构图；

图2为本实用新型一较佳实施例的机器人的一视角的结构图。

附图中：1、手爪；2、机械臂；21、关节；22、驱动缸；211、驱动电机；212、杆件；213、台阶；221、分流器；222、调节阀；223、截止阀；3、主体；4、机械腿。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图2对本实用新型提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本实用新型的限定。

图1为本实用新型的一种带有辅助驱动结构的机械手的实施例的结构图；图2为本实用新型一较佳实施例的机器人的一视角的结构图。如图1和图2所示，本实施例提供的带有辅助驱动结构的机械手包括：手爪1和机械臂2，手爪1设置于机械臂2的一端，通过机械臂2带动手爪1运动，从而实现对目标物的抓取。

具体的，机械臂2设置有若干个关节21，使得机械臂2具有多个自由度，从而满足不同的抓取需求。且机械臂2的每一关节21均设置有驱动电机211，通过驱动电机211驱动对应的关节21运动，实现对机械臂2运动的控制。另外，机械臂2上且位于一个或多个关节21处设置有连接驱动源的驱动缸22，且驱动缸22的两端分别铰接于构成所在关节21的两杆件212上，使得在驱动缸22运动时，能对所在关节21的两杆件212提供驱动力，使得在关节21初始运动启动的瞬间以及停止时均能受到驱动缸22的辅助力，通过驱动缸22提供初始力和抵消惯性力的制动力，避免了关节21的启动和停止完全靠驱动电机211实现而导致驱动电机211工作负担较大的问题，另外，在关节21启动后且停止前，驱动缸22则处于自由伸缩的状态，即可自由跟随关节21的运动而伸缩，不会对关节21的运动造成额外负担，实现对了关节21运动的辅助驱动，从而降低了驱动电机211的损坏率，延长了机械臂2的使用寿命。同时，每一杆件212上且位于铰接驱动缸22的位置均设置有凸起的台阶213，且同一关节21对应的两台阶213中的其中一个或两个台阶213与所在杆件212的旋转中心呈偏心设置，从而使得一关节21上至少有一台阶213处于偏心的位置上，同时，驱动缸22的两端分别铰接于对应的关节21的两台阶213上，从而使得驱动缸22能与所在关节21的两杆件212之间形成夹角，使得关节21的两杆件212即使处于直线状态时，驱动缸22也能顺利驱动杆件212运动，从而使得驱动缸22能满足关节21转动的任意角度的辅助驱动需求，防止了驱动缸22失效的问题，保证了驱动缸22辅助驱动的可靠性，结构设计更合理。

更加具体的，关节21上的台阶213均位于与驱动电机211相对的一侧，使得通过台阶213铰接的驱动缸22不会对所在关节21上的驱动电机211造成干扰，保证了驱动电机211运动的正常性，同时也能提升驱动缸22与关节21的杆件212之间的距离，防止了杆件212上的其他突出部位对驱动缸22的运动造成干扰，结构设计更合理。

更加具体的，在同一关节21对应的两台阶213均呈偏心设置时，且两台阶213的偏移方向相反，从而使得在驱动缸22与所在关节21的两杆件212均呈交叉设置，防止了关节21的两杆件212处于直线状态时，关节21无法被驱动缸22驱动的问题，保证了驱动缸22辅助驱动的可靠性和有效性，结构设计更合理。

更加具体的，每一杆件212均呈“c”字形设置，且同一关节21的两杆件212的开口相对设置且重合，驱动电机211设置于两杆件212围成的空间内，同时，驱动电机211还位于两杆件212重合的开口之间，使得每一关节21均呈类似“口”字形的结构，且驱动电机211位于类似“口”字形结构内，不仅通过杆件212实现了对驱动电机211的保护，同时也能保证驱动电机211的两端均能被安装固定，保证了驱动电机211安装的稳定性，另外也有效节省了布置空间，提升了关节21的结构强度，结构设计更合理。

更加具体的，设置有驱动缸22的关节21的两侧均设置有驱动缸22，且驱动缸22均位于杆件212的开口的外侧，既能避免驱动缸22对杆件212本身的两侧壁在运动过程中造成干扰，同时也方便了驱动电机211的布置，防止驱动缸22和杆件212的交叉设置影响驱动电机211的安装，结构设计更合理。

更加具体的，设有驱动缸22的关节21处还设置有一分流器221，分流器221设置于一杆件212上，使得分流器221能跟随机械臂2运动，适应性更高。同时，分流器221为三通结构，且同一关节21对应的分流器221的三个端口分别与所在关节21两侧的驱动缸22和驱动源管道连接，使得通过驱动源提供的驱动介质能通过分流器221等量进入到关节21两侧的驱动缸22内，保证了同一关节21上的两驱动缸22的同步运动，从而保证了关节21运动的协调性，避免了结构的损坏，延长了关节21的使用寿命。另外，驱动缸22的返回管路直接回到驱动源，实现了驱动缸22的往复运动，为驱动缸22辅助驱动提供了条件。

更加具体的，驱动源与每一分流器221之间均设置有调节阀222和截止阀223，且调节阀222和截止阀223串联连接，使得驱动源进入到分流器221中的驱动介质均需要通过调节阀222和截止阀223，方便了对驱动缸22状态的调节，同时也为驱动缸22处于自由状态提供了条件，结构设置更合理。

更加具体的，驱动缸22为气缸、液压缸以及电缸中的一种。当驱动缸22为气缸时，驱动源为空气压缩机；当驱动缸22为液压缸时，驱动源为油压机；当驱动缸22为电缸时，驱动源的电源，此时，通过分流器221内的驱动介质为导电线，即通过分流器221方便了导电线的布置，结构设计更合理。

另外，本实施例还提供了一种使用上述带有辅助驱动结构的机械手的机械人，同时还包括主体3和机械腿4，并且机械手设置于主体3的上部的两侧，机械腿4设置于主体3的下部的两侧，使得通过机械腿4带动主体3行走，而主体3能带动机械手运动。同时，驱动源设置于主体3内，使得驱动源能内隐藏于主体3内，不仅实现了对驱动源的保护，同时也提升了机器人的美观性。

本实施例提供的带有辅助驱动结构的机械手及使用其的机器人，机械手包括手爪1、机械臂2以及设置于机械臂2上的驱动缸22，机器人包括上述机械手、主体3以及机械腿4；通过在机械臂2的一个或多个关节21处设置有驱动缸22，能在关节21启动和停止时提供辅助力，在关节21运动时处于自由状态，从而为关节21的启动提供了初始力，为关节21的停止提供克服惯性力的制动力，防止了关节21的动作完全靠驱动电机211带动而导致驱动电机211工作负担大的问题，从而降低了驱动电机211的损坏率，延长了使用寿命；另外，驱动缸22通过凸起的台阶213安装，且台阶213呈偏心设置，使得驱动缸22能与关节21的杆件212呈交叉设置，避免了辅助驱动失效的问题，可靠性更高。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

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