32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手制造技术

技术编号:23437152 阅读:79 留言:0更新日期:2020-02-28 13:45
本发明专利技术公开了一种32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,该灵巧手借鉴人手的解剖学结构,手部为内骨骼式,外表适合包覆具有一定厚度的柔性仿生皮肤层;关节采用了双驱动器拮抗式驱动,兼顾柔顺操作和鲁棒性;采用了腱联接件和腱鞘固定件,易于拆装手部和腕部;五指的掌指关节都具有回旋自由度,使手指能够自动柔顺地适应复杂的曲面;拇指的腕掌关节具有屈伸、环转两个自由度,拇指掌指关节具有侧摆的自由度,无名指和小指的腕掌关节具有屈伸自由度和内收外展自由度,能够做对掌动作,以执行复杂的捏取操作;多自由度关节的各自由度轴线正交,利于控制和运动规划计算;该灵巧手非常适合柔顺地操作复杂形状的物体,便于生产、拆装与维护。

32 DOF bionic soft internal skeleton dexterous hand

【技术实现步骤摘要】
32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手
本专利技术属于仿生灵巧手领域,具体涉及一种32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手。
技术介绍
仿生灵巧手是指手指数、自由度、形状和功能接近人手的机械手,能够灵活精细地操作物体,适合作为高性能假肢,或用于柔顺装配等工业场景,还可以代替人员进入污染、毒害、辐射等危险环境作业,以及应用于通用性较强的服务型机器人,是仿生机器人或人形机器人的关键组成部分。仿生灵巧手的特点是手部尺寸小巧而关节数量多,需要在狭小的空间内实现较大力量的传递,而且往往需要各个关节能够独立控制以达到较高的灵活性。目前灵巧手大多采用腱传动、齿轮或连杆等传动方式。其中,腱传动具有柔顺、能胯关节传递较大力量等特点,被广泛应用于自由度数量高的灵巧手系统。该方式是通过腱(采用钢丝或柔绳)将位于手臂内的驱动器的力与运动传递至手部关节处,能够有效平衡手部空间尺寸约束与需要传递较大力量的矛盾;有的方案还会在腱的外层套上腱鞘(即软管),使腱能够在腱鞘内轴向滑动,用于约束腱的走向以及提供保护。然而这种方式需要使大量腱和腱鞘从腕部通过,手部与腕部不易自由拆装并与手臂分离或组合,不便于维护。因此,需要一种能够灵活地将腱和腱鞘断开、以及将手部和腕部拆装并与手臂分离或组合的方式,以便生产、拆装和维护。人的关节由一对肌肉群组形成拮抗式驱动,即当一组肌肉收紧,另一组肌肉释放,对应关节即向一个方向转动,反之亦然。采用腱传动的灵巧手也可模拟此方式,令每个关节由一对驱动器进行拮抗式驱动,即需要关节向一个方向转动时,其中一个驱动器拉腱,另一个驱动器放腱,反之亦然;这样还可以控制关节刚度,进而兼顾柔顺操作和抗干扰鲁棒性。然而这种方式需要用到的电机数量较多,如何有效地利用小臂空间布置驱动器以及传动系统是一个难点。人手中一些关节具有2个或更多自由度(如掌指关节和腕部关节),而且这些自由度的轴线接近正交,各个自由度由不同的肌肉群驱动,可以灵活独立的运动。仿生灵巧手关节的设计也应使相应关节的各个自由度的轴线尽量正交,这样在运动形态和人手最接近,而且关节的各个自由度互相解耦,便于控制与运动规划的计算。目前很多灵巧手的设计没有做到这一点,为控制和运动规划的计算带来了一定困难。人手中的一些关节具有被动自由度,如掌指关节可以令手指在受外力作用下沿手指近指节轴线作小幅度旋转(即回旋运动),这样可使手指自动柔顺地适应复杂的曲面,对抓握、抓持和操作复杂形状的物体具有重要意义,例如握笔书写、使用筷子等,手指需要作小幅度回转以配合笔或筷子的外形。然而目前的灵巧手还没有采用这种被动自由度,对复杂形状的物体的适应性不够好。人手还具有对掌运动的能力。对掌运动是指拇指尖的掌面和其他各指的掌面相接触的运动,是人类在长期的生产过程中进化出的特有能力,使人手能够执行复杂的捏取动作以及使手掌适应具有复杂曲面的被操作对象,例如抓握苹果、灯泡等。对掌运动要求拇指的腕掌关节至少具有环转自由度和屈伸自由度以及小幅度侧摆的自由度,并且需要拇指掌指关节具有侧摆的自由度,以及需要无名指和小指的腕掌关节至少具有小幅度屈伸自由度和内收外展自由度(或者同时采用内旋的自由度)。现有的大部分灵巧手尚未充分实现对掌功能,不易执行复杂的捏取动作。现在的大部分灵巧手采用外骨骼方案,其外壳较坚硬,手掌常常为一整块,手部表面也没有充足空间用于包覆有一定厚度的柔性仿生皮肤层,不利于执行柔顺握取和操作。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术提出一种32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手;该灵巧手借鉴人手的解剖学结构,手部为内骨骼式,外表有足够空间用于包覆具有一定厚度的柔性仿生皮肤层;关节采用了双驱动器拮抗式驱动,能够控制关节刚度,兼顾柔顺操作和抗干扰鲁棒性;采用了易于拆装的腱联接件和腱鞘固定件,易于拆装手部和腕部;五指的掌指关节都具有回旋的自由度,使手指能够自动柔顺地适应复杂的曲面(如持笔、使用筷子等);拇指的腕掌关节具有环转、屈伸两个自由度,拇指掌指关节具有侧摆的自由度,无名指和小指的腕掌关节具有屈伸自由度和内收外展自由度,能够做对掌动作,适合执行复杂的捏取操作以及使手掌适应具有复杂曲面的被操作对象(如抓握苹果、灯泡等);多自由度关节的各自由度轴线正交,利于控制和运动规划计算;该灵巧手非常适合柔顺地抓握、抓持、捏取和操作复杂形状的物体,便于生产、拆装与维护。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,所述灵巧手包括:手部模块、腕部模块、小臂模块;所述手部模块包括:拇指单元、食指单元、中指单元、无名指单元、小指单元、掌部单元;所述拇指单元由拇指远指节、拇指近指节、拇指远关节组成;所述食指单元由食指远指节、食指中指节、食指近指节、食指远关节、食指近关节组成;所述中指单元由中指远指节、中指中指节、中指近指节、中指远关节、中指近关节组成;所述无名指单元由无名指远指节、无名指中指节、无名指近指节、无名指远关节、无名指近关节组成;所述小指单元由小指远指节、小指中指节、小指近指节、小指远关节、小指近关节组成;所述掌部单元由腕掌基座、拇指掌指节、食指掌指节、中指掌指节、无名指掌指节、小指掌指节、拇指腕掌关节、无名指腕掌关节、小指腕掌关节、无名指掌指节挠性约束元件、小指掌指节挠性约束元件、拇指掌指关节、食指掌指关节、中指掌指关节、无名指掌指关节、小指掌指关节组成;所述腕部模块由腕部关节和腕部支撑架组成;所述小臂模块由腱鞘引导座和驱动器收纳仓组成;所述拇指单元通过拇指掌指关节铰接于拇指掌指节;所述食指单元通过食指掌指关节铰接于食指掌指节;所述中指单元通过中指掌指关节铰接于中指掌指节;所述无名指单元通过无名指掌指关节铰接于无名指掌指节;所述小指单元通过小指掌指关节铰接于小指掌指节;所述拇指掌指节、食指掌指节、中指掌指节、无名指掌指节、小指掌指节分别安装有一个掌内驱动器,并与掌内驱动器的定子固联;所述拇指掌指节通过拇指腕掌关节铰接于腕掌基座;所述食指掌指节固联于腕掌基座;所述中指掌指节固联于腕掌基座;所述无名指掌指节通过无名指腕掌关节铰接于腕掌基座;所述小指掌指节通过小指腕掌关节铰接于腕掌基座;所述无名指掌指节挠性约束元件将中指掌指节与无名指掌指节柔性联接在一起;所述小指掌指节挠性约束元件将无名指掌指节与小指掌指节柔性联接在一起;所述腕掌基座通过腕部关节铰接于腕部支撑架;所述腕部支撑架固联于小臂模块;所述腱鞘引导座安装于腕部支撑架与小臂模块相衔接处;所述驱动器收纳仓中安装有多个小臂内驱动器;所述驱动器收纳仓中安装有驱动器驱动电路;各个小臂内驱动器的输出轴分别安装有1个绞盘;所述掌内驱动器和小臂内驱动器均配置为旋转型驱动器。所述灵巧手具有32个自由度;其中,拇指远关节具有屈伸自由度,拇指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,拇指腕掌关节具有环转自由度和屈本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,包括:手部模块、腕部模块、小臂模块;/n所述手部模块包括:拇指单元、食指单元、中指单元、无名指单元、小指单元、掌部单元;/n所述拇指单元由拇指远指节、拇指近指节、拇指远关节组成;/n所述食指单元由食指远指节、食指中指节、食指近指节、食指远关节、食指近关节组成;/n所述中指单元由中指远指节、中指中指节、中指近指节、中指远关节、中指近关节组成;/n所述无名指单元由无名指远指节、无名指中指节、无名指近指节、无名指远关节、无名指近关节组成;/n所述小指单元由小指远指节、小指中指节、小指近指节、小指远关节、小指近关节组成;/n所述掌部单元由腕掌基座、拇指掌指节、食指掌指节、中指掌指节、无名指掌指节、小指掌指节、拇指腕掌关节、无名指腕掌关节、小指腕掌关节、无名指掌指节挠性约束元件、小指掌指节挠性约束元件、拇指掌指关节、食指掌指关节、中指掌指关节、无名指掌指关节、小指掌指关节组成;/n所述腕部模块由腕部关节和腕部支撑架组成;/n所述小臂模块由腱鞘引导座和驱动器收纳仓组成;/n所述拇指单元通过拇指掌指关节铰接于拇指掌指节;/n所述食指单元通过食指掌指关节铰接于食指掌指节;/n所述中指单元通过中指掌指关节铰接于中指掌指节;/n所述无名指单元通过无名指掌指关节铰接于无名指掌指节;/n所述小指单元通过小指掌指关节铰接于小指掌指节;/n所述拇指掌指节、食指掌指节、中指掌指节、无名指掌指节、小指掌指节分别安装有一个掌内驱动器;/n所述拇指掌指节通过拇指腕掌关节铰接于腕掌基座;/n所述食指掌指节固联于腕掌基座;/n所述中指掌指节固联于腕掌基座;/n所述无名指掌指节通过无名指腕掌关节铰接于腕掌基座;/n所述小指掌指节通过小指腕掌关节铰接于腕掌基座;/n所述无名指掌指节挠性约束元件将中指掌指节与无名指掌指节柔性联接在一起;/n所述小指掌指节挠性约束元件将无名指掌指节与小指掌指节柔性联接在一起;/n所述腕掌基座通过腕部关节铰接于腕部支撑架;/n所述腕部支撑架固联于小臂模块;/n所述腱鞘引导座安装于腕部支撑架与小臂模块相衔接处;/n所述驱动器收纳仓中安装有多个小臂内驱动器;/n所述驱动器收纳仓中安装有驱动器驱动电路;/n各个小臂内驱动器的输出轴分别安装有1个绞盘;/n所述掌内驱动器和小臂内驱动器均配置为旋转型驱动器;/n所述灵巧手具有32个自由度;其中,拇指远关节具有屈伸自由度,拇指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,拇指腕掌关节具有环转自由度和屈伸兼侧摆自由度,食指远关节具有屈伸自由度,食指近关节具有屈伸自由度,食指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,中指远关节具有屈伸自由度,中指近关节具有屈伸自由度,中指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,无名指远关节具有屈伸自由度,无名指近关节具有屈伸自由度,无名指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,无名指腕掌关节具有屈伸自由度和内收外展自由度,小指远关节具有屈伸自由度,小指近关节具有屈伸自由度,小指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,小指腕掌关节具有屈伸自由度和内收外展自由度,腕部关节具有屈伸自由度和侧摆自由度;/n所述拇指掌指关节的回转自由度、食指掌指关节的回转自由度、中指掌指关节的回转自由度、无名指掌指关节的回转自由度、小指掌指关节的回转自由度、无名指腕掌关节的内收外展自由度、小指腕掌关节的内收外展自由度为由外力驱动的被动自由度;/n所述拇指掌指关节的侧摆自由度由拇指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;/n所述食指掌指关节的侧摆自由度由食指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;/n所述中指掌指关节的侧摆自由度由中指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;/n所述无名指掌指关节的侧摆自由度由无名指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;/n所述小指掌指关节的侧摆自由度由小指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;/n所述拇指远关节的屈伸自由度、拇指掌指关节的屈伸自由度、拇指腕掌关节的屈伸兼侧摆自由度和环转自由度、食指远关节的屈伸自由度、食指近关节的屈伸自由度、食指掌指关节的屈伸自由度、中指远关节的屈伸自由度、中指近关节的屈伸自由度、中指掌指关节的屈伸自由度、无名指远关节的屈伸自由度、无名指近关节的屈伸自由度、无名指掌指关节的屈伸自由度、无名指腕掌关节的屈伸自由度、小指远关节的屈伸自由度、小指近关节的屈伸自由度、小指掌指关节的屈伸自由度、小指腕掌关节的屈伸自由度、腕部关节的屈伸自由度和侧摆自由度分别由包括一对小臂内驱动器并采用腱传动的拮抗式驱动机构驱动,并且这些自由度互相解耦;/n所述灵巧手的一至多个腱包覆有具有保护和引导腱的作用的腱鞘;所述腱鞘由内至外可具有一至多层;/n所述腱鞘引导座具有多个腱鞘安装口;/n所述腱鞘...

【技术特征摘要】
1.32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,包括:手部模块、腕部模块、小臂模块;
所述手部模块包括:拇指单元、食指单元、中指单元、无名指单元、小指单元、掌部单元;
所述拇指单元由拇指远指节、拇指近指节、拇指远关节组成;
所述食指单元由食指远指节、食指中指节、食指近指节、食指远关节、食指近关节组成;
所述中指单元由中指远指节、中指中指节、中指近指节、中指远关节、中指近关节组成;
所述无名指单元由无名指远指节、无名指中指节、无名指近指节、无名指远关节、无名指近关节组成;
所述小指单元由小指远指节、小指中指节、小指近指节、小指远关节、小指近关节组成;
所述掌部单元由腕掌基座、拇指掌指节、食指掌指节、中指掌指节、无名指掌指节、小指掌指节、拇指腕掌关节、无名指腕掌关节、小指腕掌关节、无名指掌指节挠性约束元件、小指掌指节挠性约束元件、拇指掌指关节、食指掌指关节、中指掌指关节、无名指掌指关节、小指掌指关节组成;
所述腕部模块由腕部关节和腕部支撑架组成;
所述小臂模块由腱鞘引导座和驱动器收纳仓组成;
所述拇指单元通过拇指掌指关节铰接于拇指掌指节;
所述食指单元通过食指掌指关节铰接于食指掌指节;
所述中指单元通过中指掌指关节铰接于中指掌指节;
所述无名指单元通过无名指掌指关节铰接于无名指掌指节;
所述小指单元通过小指掌指关节铰接于小指掌指节;
所述拇指掌指节、食指掌指节、中指掌指节、无名指掌指节、小指掌指节分别安装有一个掌内驱动器;
所述拇指掌指节通过拇指腕掌关节铰接于腕掌基座;
所述食指掌指节固联于腕掌基座;
所述中指掌指节固联于腕掌基座;
所述无名指掌指节通过无名指腕掌关节铰接于腕掌基座;
所述小指掌指节通过小指腕掌关节铰接于腕掌基座;
所述无名指掌指节挠性约束元件将中指掌指节与无名指掌指节柔性联接在一起;
所述小指掌指节挠性约束元件将无名指掌指节与小指掌指节柔性联接在一起;
所述腕掌基座通过腕部关节铰接于腕部支撑架;
所述腕部支撑架固联于小臂模块;
所述腱鞘引导座安装于腕部支撑架与小臂模块相衔接处;
所述驱动器收纳仓中安装有多个小臂内驱动器;
所述驱动器收纳仓中安装有驱动器驱动电路;
各个小臂内驱动器的输出轴分别安装有1个绞盘;
所述掌内驱动器和小臂内驱动器均配置为旋转型驱动器;
所述灵巧手具有32个自由度;其中,拇指远关节具有屈伸自由度,拇指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,拇指腕掌关节具有环转自由度和屈伸兼侧摆自由度,食指远关节具有屈伸自由度,食指近关节具有屈伸自由度,食指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,中指远关节具有屈伸自由度,中指近关节具有屈伸自由度,中指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,无名指远关节具有屈伸自由度,无名指近关节具有屈伸自由度,无名指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,无名指腕掌关节具有屈伸自由度和内收外展自由度,小指远关节具有屈伸自由度,小指近关节具有屈伸自由度,小指掌指关节具有屈伸自由度、侧摆自由度和回转自由度,小指腕掌关节具有屈伸自由度和内收外展自由度,腕部关节具有屈伸自由度和侧摆自由度;
所述拇指掌指关节的回转自由度、食指掌指关节的回转自由度、中指掌指关节的回转自由度、无名指掌指关节的回转自由度、小指掌指关节的回转自由度、无名指腕掌关节的内收外展自由度、小指腕掌关节的内收外展自由度为由外力驱动的被动自由度;
所述拇指掌指关节的侧摆自由度由拇指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;
所述食指掌指关节的侧摆自由度由食指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;
所述中指掌指关节的侧摆自由度由中指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;
所述无名指掌指关节的侧摆自由度由无名指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;
所述小指掌指关节的侧摆自由度由小指掌指节安装的掌内驱动器通过齿轮系驱动;
所述拇指远关节的屈伸自由度、拇指掌指关节的屈伸自由度、拇指腕掌关节的屈伸兼侧摆自由度和环转自由度、食指远关节的屈伸自由度、食指近关节的屈伸自由度、食指掌指关节的屈伸自由度、中指远关节的屈伸自由度、中指近关节的屈伸自由度、中指掌指关节的屈伸自由度、无名指远关节的屈伸自由度、无名指近关节的屈伸自由度、无名指掌指关节的屈伸自由度、无名指腕掌关节的屈伸自由度、小指远关节的屈伸自由度、小指近关节的屈伸自由度、小指掌指关节的屈伸自由度、小指腕掌关节的屈伸自由度、腕部关节的屈伸自由度和侧摆自由度分别由包括一对小臂内驱动器并采用腱传动的拮抗式驱动机构驱动,并且这些自由度互相解耦;
所述灵巧手的一至多个腱包覆有具有保护和引导腱的作用的腱鞘;所述腱鞘由内至外可具有一至多层;
所述腱鞘引导座具有多个腱鞘安装口;
所述腱鞘的一端与采用腱传动的关节的关节座固定,另一端与腱鞘引导座的腱鞘安装口固定;
在所述拮抗式驱动机构中,受控关节的转动端通过腱固定元件与腱上任一点固联,受控关节的受控自由度由一对小臂内驱动器共同驱动;其中,一个小臂内驱动器通过其输出轴固联的绞盘牵拉腱的一端,进而牵拉受控关节的转动端使其具有沿着受控自由度的一个方向的运动趋势,另一个小臂内驱动器通过其输出轴固联的绞盘牵拉腱的另一端,进而牵拉受控关节的转动端使其具有沿着受控自由度的相反方向的运动趋势;这对小臂内驱动器构成拮抗式驱动;
通过配置构成拮抗式驱动的一对小臂内驱动器的速度和输出力对受控关节的运动、力矩、关节阻尼和关节刚度进行控制。


2.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述灵巧手的各个关节处安装有关节角度传感器,测量各个自由度的旋转角度和角速度。


3.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述灵巧手的全部或部分关节处安装有关节力和力矩传感器。


4.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述灵巧手的一至多个腱安装有腱张力传感器。


5.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述灵巧手的一至多个绞盘安装有力矩传感器,测量小臂内驱动器输出轴作用于绞盘的力矩。


6.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述灵巧手采用腱传动的各个关节的关节座具有腱鞘安装口。


7.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述拇指远指节、食指远指节、中指远指节、无名指远指节、小指远指节、食指中指节、中指中指节、无名指中指节、小指中指节、拇指近指节、食指近指节、中指近指节、无名指近指节和小指近指节配置为采用轻合金制作或者采用轻质非金属材料制作,具有电磁屏蔽层。


8.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述拇指单元、食指单元、中指单元、无名指单元、小指单元的各指节的长度比例关系模拟人手。


9.根据权利要求1、3或7中任一权利要求所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述拇指远指节、食指远指节、中指远指节、无名指远指节、小指远指节配置为外侧壁具有锥面并且底面开口的中空构造;中空的空间容纳关节力和力矩传感器,以及电路和信号线。


10.根据权利要求1、3或7中任一权利要求所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述食指中指节、中指中指节、无名指中指节和小指中指节配置为中空管的构造;中空的空间容纳关节力和力矩传感器,以及电路和信号线。


11.根据权利要求1、2、3或7中任一权利要求所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述拇指近指节、食指近指节、中指近指节、无名指近指节和小指近指节配置为基部具有侧突的中空管的构造;侧突的空间容纳掌指关节回旋角度传感器;中空的空间容纳回旋复位装置、关节力和力矩传感器,以及电路和信号线。


12.根据权利要求1、2或3任一权利要求所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述拇指远关节、食指远关节、中指远关节、无名指远关节、小指远关节、食指近关节、中指近关节、无名指近关节和小指近关节分别配置为采用1自由度指间关节通用模组;
所述1自由度指间关节通用模组具有屈伸自由度,由指间关节座、指间关节转动端、指间关节屈伸轴、指间关节屈伸角度传感器组成;
所述指间关节屈伸轴具有与指间关节屈伸角度传感器适配的接口以及与指间关节转动端锁紧的接口;
所述指间关节座和指间关节转动端各有一个用于安装指节或关节力和力矩传感器的安装接口;
所述指间关节座的安装方式包括下面的任一种或两种:
1)指间关节座直接与指节固联;
2)指间关节座先与关节力和力矩传感器固联,关节力和力矩传感器再与指节固联;
所述指间关节转动端的安装方式包括下面的任一种或两种:
1)指间关节转动端直接与指节固联;
2)指间关节转动端先与关节力和力矩传感器固联,关节力和力矩传感器再与指节固联。


13.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述食指掌指节和中指掌指节的主轴线配置为形成0至15度的夹角。


14.根据权利要求1、2或6中任一权利要求所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述拇指掌指节的根部与拇指腕掌关节配合形成屈伸兼侧摆自由度的转动副,并且固联有用于腱传动的V型槽轮;
所述拇指腕掌关节的屈伸兼侧摆自由度为耦合了屈伸和侧摆两个运动的一个自由度,其轴线与拇指掌指关节侧摆自由度的轴线具有30至60度的夹角;
所述拇指腕掌关节由拇指腕掌关节座、拇指腕掌关节转动端、拇指腕掌关节环转角度传感器和拇指腕掌关节屈伸侧摆角度传感器组成;
所述拇指腕掌关节转动端的一端与拇指腕掌关节座形成环转自由度的转动副并且同轴固联有用于腱传动的V型槽轮,另一端与拇指掌指节形成屈伸兼侧摆自由度的转动副;
所述拇指腕掌关节转动端具有腱鞘安装口。


15.根据权利要求1所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述无名指掌指节挠性约束元件约束无名指掌指节的运动范围,并使无名指掌指节在没有外力作用时保持在原位;当无名指掌指节做屈曲运动时,无名指掌指节挠性约束元件将其牵住同时附带发生内收运动;
所述小指掌指节挠性约束元件约束小指掌指节的运动范围,并使小指掌指节在没有外力作用时保持在原位;当小指掌指节做屈曲运动时,小指掌指节挠性约束元件将其牵住同时附带发生内收运动;
当所述掌部单元受到小指侧至拇指侧方向的外力时(如握手时),无名指掌指节和小指掌指节可同时发生内收运动,并由无名指掌指节挠性约束元件和小指掌指节挠性约束元件吸收和缓冲这个外力。


16.根据权利要求1或权利要求2所述的32自由度仿生柔顺内骨骼灵巧手,其特征在于,所述无名指腕掌关节由无名指腕掌关节座、无名指腕掌关节转动端、无名指腕掌关节屈伸角度传感器和无名指腕掌关节内收外展角度传感器组成;
所述小指腕掌关节由小指腕掌关节座、小指腕掌关节转动端、小指腕掌关节屈伸角度传感器和小指腕掌关节内收外...

【专利技术属性】
技术研发人员:任化龙
申请(专利权)人:深圳忆海原识科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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