一种由气动肌肉驱动的18自由度的仿人灵巧手制造技术

技术编号:21528730 阅读:31 留言:0更新日期:2019-07-06 17:10
本发明专利技术公开了一种由气动肌肉驱动的18自由度的仿人灵巧手装置,具有与人类相似的五指结构,即拇指、食指、中指、无名指和小指。其中,拇指的远指节和近指节配置有屈曲伸展自由度,并且具有独立运动能力;食指、中指、无名指和小指的远指节、中指节和近指节都具有屈曲伸展自由度,除了中指的掌骨没有内收外展自由度外,其他四指(拇指、食指、无名指和小指)都具有独立的内收外展自由度,这种设计的主要原因是人类其余四指(拇指、食指、无名指和小指)的内收外展运动都是以中指为轴进行运动。灵巧手的每个自由度是由一根气动肌肉和复位弹簧进行驱动,使用绳索进行传动。本发明专利技术的尺寸大小具有较强的类人性,仿人程度更高。

An 18-DOF humanoid dexterous hand driven by pneumatic muscles

【技术实现步骤摘要】
一种由气动肌肉驱动的18自由度的仿人灵巧手
本专利技术设计了一种气动肌肉驱动的18自由度仿人灵巧手,属于机器人领域、仿生学领域。
技术介绍
在传统工业
机器人的末端执行器主要为两指或三指等简单夹持器,对于不同的加持对象需要换用不同的末端执行器,因此对于这种简单的夹持器已经不能满足生产以及发展需要。为了克服末端执行器灵活性低,加持方式单一等不足,灵巧机械手应运而生。灵巧手能够像人手一样根据所抓取物体的不同形状改变抓取策略,实现抓取的稳定性。研究人员为了能够复制人手的灵活性,早在20世纪60年代以前就展开了对灵巧手的研究,经过几十年的发展,灵巧手的设计和功能在进一步完善,其中以Shadow机器人公司设计的五指仿人灵巧手为代表,外形上接近人手,采用气动肌肉作为驱动元件,共有19个自由度;日本Gifu大学研制的GifuⅡ型灵巧手,其拥有5个手指,16个自由度,每个手指有3个自由度,末端的两个指节通过连杆进行耦合运动。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于研制一种机械结构简单,传动系统简单,抓取刚度大,抓取力大,仿人程度高的灵巧手装置。本专利技术所采用的技术方案如下:一种由气动肌肉驱动的18本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由气动肌肉驱动的18自由度的灵巧手,其特征在于:该灵巧手由拇指、食指、中指、无名指、小指和手掌组成,手掌包括掌骨和掌根;该灵巧手共有18个自由度,其中拇指有三个自由度,食指有四个自由度,中指有三个自由度,无名指有四个自由度,小指有四个自由度;拇指的掌骨有内收外展自由度,由于采用M型外螺纹杆关节轴承使得拇指掌骨具有一定的内旋外旋自由度,远指节和近指节都具有屈曲伸展自由度;食指的远指节、中指节和近指节都具有屈曲伸展自由度,食指掌骨具有内收外展自由度,并且与拇指掌根部拥有同样的机械结构,进而食指掌骨具有一定程度的内旋外旋自由度;中指的远指节、中指节和近指节都具有屈曲伸展自由度,中指掌骨为固定...

【技术特征摘要】
1.一种由气动肌肉驱动的18自由度的灵巧手,其特征在于:该灵巧手由拇指、食指、中指、无名指、小指和手掌组成,手掌包括掌骨和掌根;该灵巧手共有18个自由度,其中拇指有三个自由度,食指有四个自由度,中指有三个自由度,无名指有四个自由度,小指有四个自由度;拇指的掌骨有内收外展自由度,由于采用M型外螺纹杆关节轴承使得拇指掌骨具有一定的内旋外旋自由度,远指节和近指节都具有屈曲伸展自由度;食指的远指节、中指节和近指节都具有屈曲伸展自由度,食指掌骨具有内收外展自由度,并且与拇指掌根部拥有同样的机械结构,进而食指掌骨具有一定程度的内旋外旋自由度;中指的远指节、中指节和近指节都具有屈曲伸展自由度,中指掌骨为固定结构设计不具有内收外展自由度和内旋外旋自由度;无名指的远指节、中指节和近指节都具有屈曲伸展自由度,无名指掌骨也具有与拇指、食指相同的机械结构设计同样具有内收外展自由度,也拥有一定程度的内旋外旋自由度;小指的远指节、中指节和近指节都具有屈曲伸展自由度,小指掌骨同样具有内收外展自由度和一度程度的内旋外旋自由度。2.根据权利要求1所述的一种由气动肌肉驱动的18自由度的灵巧手,其特征在于:食指、中指、无名指、小指、拇指和掌骨均采用模块化的结构设计方式,即小指、无名指和食指的掌骨采用相同的结构以及尺寸设计;中指和无名指的近指节采用相同的结构以及尺寸设计;拇指、中指和无名指的中指节采用相同的结构和尺寸设计;中指和无名指的远指节采用相同的尺寸和结构设计。3.根据权利要求2所述的一种由气动肌肉驱动的18自由度的灵巧手,其特征在于:小指、无名指、中指和食指的远指节、中指节和近指节以及拇指的远指节和近指节的机械结构相同;食指的远指节由指节轴,GB/T1096-200普通A型平键、指节转轮、食指远指节中板、食指远指节侧压板和指甲组成;食指远指节的指节轴通过两个开槽球面大圆柱头螺钉将其固定在食指中指节末端,在食指远指节的指节轴适当位置开有凹槽,在凹槽内部放置GB/T1096-200普通A型平键并高出凹槽一定距离;远指节中板的远指节转轴内开有与GB/T1096-200普通A型平键相吻合的凹槽,并远指节中板套接在远指节指节轴的GB/T1096-200普通A型平键位置处;指节转轮在其轴内也同样开有...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚道雄郝琳煜
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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