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一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统技术方案

技术编号:21155666 阅读:23 留言:0更新日期:2019-05-22 07:06
本发明专利技术公开了一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统,包括固定底座,所述固定底座顶端安装有手掌,手掌一侧安装有掌骨,所述掌骨的数量为五个,本发明专利技术结构科学合理,使用安全方便,通过1个侧摆舵机和3个转动舵机的作用,使得单根手指有4个自由度,其中三个可以实现弯曲/伸展的自由度,一个可以实现手指侧摆的自由度,从而使得整个装置具有20个自由度,且每个自由度都能够独立控制,可以稳定抓取不同大小的物体,提高了装置的灵活性,通过压力传感器的作用,检测手指与目标物体之间的接触力,并反馈给主控芯片,主控芯片利用压力传感器反馈的数据控制各个舵机转动角度,进行动态调整,使其更好地抓取物体。

A Fully Driven Five-Finger Dexterous Hand Structure and Control System

The invention discloses a structure and control system of a fully-driven five-fingered dexterous hand, which includes a fixed base. The top of the fixed base is provided with a palm, and one side of the palm is equipped with a metacarpal bone. The number of the metacarpal bones is five. The structure of the invention is scientific and reasonable, and the use is safe and convenient. Through the action of one side swing steering gear and three rotating steering gears, the single finger has four degrees of freedom, of which is three. One can realize the freedom of bending/stretching, the other can realize the freedom of finger swing, so that the whole device has 20 degrees of freedom, and each degree of freedom can be controlled independently. It can grasp objects of different sizes stably and improve the flexibility of the device. Through the function of pressure sensor, the contact force between finger and target object can be detected and fed back to the main control. Chip, the main control chip uses the data feedback from pressure sensor to control the rotation angle of each steering gear, and makes dynamic adjustment to make it grasp the object better.

【技术实现步骤摘要】
一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统
本专利技术涉及机器人
,具体为一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统。
技术介绍
随着科学水平的不断发展和进步,人类逐渐开始了对未知领域的研究与探索,机器人可以代替人类在太空研究、深海勘探、核能开发等未知的危险领域进行工作和研究,在机器人的应用研究中,机器人的末端执行器是机器人的执行工具,对机器人智能化水平和作业水平的提高具有十分重要的作用,灵巧手作为机器人的末端执行器,可以代替人类在未知的恶劣环境中工作,仿生五指灵巧手通用性强,具有多个自由度,可以对目标物体实施多种仿人操作,能够适应类人工作环境;普通的灵巧手的自由度数目都少,由于自由度数目过少会导致灵巧手的灵活性不足,降低其仿生性能,且随着自由度数增加控制系统就越复杂,所以急需一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统,可以有效解决上述
技术介绍
中提出普通的灵巧手的自由度数目都少,由于自由度数目过少会导致灵巧手的灵活性不足,降低其仿生性能,且随着自由度数增加控制系统就越复杂的问题。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全驱动五指灵巧手结构,包括固定底座(1),其特征在于:所述固定底座(1)顶端安装有手掌(2),所述手掌(2)一侧安装有掌骨(3),所述掌骨(3)的数量为五个,所述掌骨(3)一端安装有近节指骨(7),所述近节指骨(7)一端安装有中节指骨(8),所述中节指骨(8)一端安装有远节指骨(9),所述掌骨(3)与近节指骨(7)之间、近节指骨(7)与中节指骨(8)之间和中节指骨(8)与远节指骨(9)之间均安装有关节组件(11);所述关节组件(11)包括凸块(1101)、转轴(1102)、转动舵机(1103)和固定板(1104);所述近节指骨(7)、中节指骨(8)和远节指骨(9)一侧端部均安装有凸块(...

【技术特征摘要】
1.一种全驱动五指灵巧手结构,包括固定底座(1),其特征在于:所述固定底座(1)顶端安装有手掌(2),所述手掌(2)一侧安装有掌骨(3),所述掌骨(3)的数量为五个,所述掌骨(3)一端安装有近节指骨(7),所述近节指骨(7)一端安装有中节指骨(8),所述中节指骨(8)一端安装有远节指骨(9),所述掌骨(3)与近节指骨(7)之间、近节指骨(7)与中节指骨(8)之间和中节指骨(8)与远节指骨(9)之间均安装有关节组件(11);所述关节组件(11)包括凸块(1101)、转轴(1102)、转动舵机(1103)和固定板(1104);所述近节指骨(7)、中节指骨(8)和远节指骨(9)一侧端部均安装有凸块(1101),所述凸块(1101)一侧安装有转轴(1102),所述掌骨(3)、近节指骨(7)、中节指骨(8)和远节指骨(9)内部均安装有转动舵机(1103),且转动舵机(1103)的输出轴与相邻位置处的转轴(1102)相连,所述转动舵机(1103)一侧安装有固定板(1104)。2.根据权利要求1所述的一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统,其特征在于:所述掌骨(3)与手掌(2)相邻一端连接有摆臂(4),所述摆臂(4)一端安装有摆轴(5),所述手掌(2)一侧安装有侧摆舵机(6),所述摆轴(5)与侧摆舵机(6)的输出轴相连。3.根据权利要求2所述的一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统,其特征在于:所述侧摆舵机(6)和转动舵机(1103)的型号均为SG90,其工作扭矩为1.6kg/cm,转速为0.12-0.13s/60°,工作电压为3.5-6V。4.根据权利要求1所述的一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统,其特征在于:所述掌骨(3)、近节指骨(7)、中节指骨(8)和远节指骨(9)的为指宽25mm,所述掌骨(3)、近节指骨(7)和中节指骨(8)的长度均为58mm,所述远节指骨(9)的长度均为48mm。5.根据权利要求1所述的一种全驱动五指灵巧手结构及控制系统,其特征在于:所述掌骨(3)、近节指骨(7)、中节指骨(8)和远节指骨(9)一侧均安装有压力传感器(10),所述压力传感器(10)为一种FSR402薄膜压力传感器。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种全驱动五指灵巧手结构控制系统,包括数据处理终端、主控芯片、电源模块、控制模块和传感模块,其特征在于:所述数据处理终端和主控芯片均与电源模块相连,所述传感模块和控制模块均与主控芯片相连,所述电源模块包括开关电源和LDO稳压器,所述控制模块包括侧摆舵机和转动舵机,所述传感模块包括压力传感器。7.根据权利要求6所述的一种全驱动五指灵巧手结构控制系统,其特征在于:所述主控芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜巧玲张桂平陈弘维杨文康
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:吉林,22

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