一种欠驱动仿生机械手制造技术

本实用新型专利技术提供一种欠驱动仿生机械手，用于在焊接过程中夹取工件，包括：手掌以及安装于手掌上的三根手指，其中，三根手指的结构相同，分别为安装于手掌一侧的长边中间位置的拇指以及安装于手掌另一侧的长边上的中指与食指，且拇指、中指以及食指呈等腰三角形状分布于手掌上，每根手指分为4节，分别为与手掌连接的手掌连接关节、与手掌连接节铰接的指根关节、与指根关节铰接的指中关节以及与指中关节铰接的指尖关节，指根关节以及指中关节均为仿偶蹄目动物根骨结构。本实用新型专利技术欠驱动仿生机械手，结构简单、抓取可靠，对目标物的包络性、自适应性良好，还极大地提高了鲁棒性。还极大地提高了鲁棒性。还极大地提高了鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种欠驱动仿生机械手


[0001]本技术属于欠驱动仿生机械领域，具体涉及一种欠驱动仿生机械手。

技术介绍

[0002]目前大多数欠驱动机械手的研究聚焦在绳索或者腱的去驱动方式，而没有更多的从仿生角度思考结构的实用性。
[0003]外太空设施的维修和组装都需要用到焊接技术，在太空的微重力环境中，焊接后常常会留下一段尖锐的焊接毛刺。在宇航员抓握焊接物体时，这个毛刺很有可能会刺穿宇航服，宇航员的生命安全会受到威胁。因此，需要一种能够解决上述问题的装置。

技术实现思路

[0004]本技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种欠驱动仿生机械手。
[0005]本技术提供了一种欠驱动仿生机械手，用于在焊接过程中抓取工件，具有这样的特征，包括：手掌以及安装于手掌上的三根手指，其中，三根手指的结构相同，分别为安装于手掌一侧的长边中间位置的拇指以及安装于手掌另一侧的长边上的中指与食指，且拇指、中指以及食指呈等腰三角形状分布于手掌上，每根手指分为4节，分别为与手掌连接的手掌连接关节、与手掌连接关节铰接的指根关节、与指根关节铰接的指中关节以及与指中关节铰接的指尖关节，指根关节以及指中关节均为仿偶蹄目动物根骨结构。
[0006]在本技术提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，指中关节上具有指尖关节铰接点、指根关节铰接点以及连杆铰接点，且指尖关节铰接点和指根关节铰接点的连线与指根关节铰接点和连杆铰接点的连线之间的夹角为40
°
。
[0007]在本技术提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，指根关节上具有指中关节铰接点、手掌连接关节铰接点以及连杆铰接点，且指中关节铰接点和手掌连接关节铰接点的连线与手掌连接关节铰接点和连杆铰接点的连线之间的夹角为60
°
。
[0008]在本技术提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，手掌连接关节上铰接有第一连杆，指根关节上铰接有两根第二连杆，指中关节上铰接有两根第三连杆。
[0009]在本技术提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，第一连杆与两根第二连杆之间设置有两根第四连杆以及一根第五连杆，两根第四连杆的一端分别铰接于第一连杆的中间位置的两外侧，另一端分别铰接于指根关节与两根第二连杆的连接处，第五连杆的一端铰接于第一连杆的顶端，另一端铰接于两根第二连杆的顶端，第五连杆为线性弹簧。
[0010]在本技术提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，两根第二连杆与两根第三连杆之间设置有两根第六连杆以及一根第七连杆，两根第六连杆的一端分别铰接于第二连杆的四分之一处，另一端分别铰接于指中关节与两根第三连杆的连接
处，第七连杆的一端铰接于第二连杆的顶端，另一端铰接于两根第三连杆的顶端，第七连杆为线性弹簧。
[0011]在本技术提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，第三连杆与指尖关节之间设置有一根第八连杆，第八连杆的一端铰接于两根第三连杆的顶端，另一端铰接于指尖关节上，第八连杆为线性弹簧。
[0012]技术的作用与效果
[0013]根据本技术所涉及的欠驱动仿生机械手，因为三根手指呈等腰三角形状分布，所以保证了抓握力的平衡；因为每根手指均有4节，所以能够进行转动；因为指根关节以及指中关节均为仿偶蹄目动物根骨结构，所以能够实现稳定有效的抓取力。
[0014]因此，本技术的欠驱动仿生机械手，结构简单、抓取可靠，对目标物的包络性、自适应性良好，还极大地提高了鲁棒性，此外，能够在焊接物品时稳固地包络住工件，还能在宇航员进行焊接工作时避免焊接毛刺刺破宇航服的危险发生，进而为提高宇航员在焊接过程中的安全保障，并且对于地面极端环境工作时，也能够在在操作时对手套进行防护。
附图说明
[0015]图1是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的立体示意图；
[0016]图2是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的手指示意简图；
[0017]图3是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的含线性弹簧的手指示意简图；
[0018]图4是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的含线性弹簧的手指示意简图；
[0019]图5是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的指根关节的示意图；
[0020]图6是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的指中关节的示意图；
[0021]图7是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手抓握圆柱体工件的包络过程示意图；
[0022]图8是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手抓握板状工件的包络过程示意图。
具体实施方式
[0023]为了使本技术实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本技术作具体阐述。
[0024]实施例：
[0025]图1是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的立体示意图。
[0026]如图1所示，本实施例的一种欠驱动仿生机械手100，用于在焊接过程中抓取工件，包括：手掌1以及安装于手掌1上的三根手指。
[0027]图2是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的手指示意简图。
[0028]如图1和图2所示，三根手指的结构相同，分别为安装于手掌1一侧的长边中间位置的拇指2以及安装于手掌1另一侧的长边上的中指3与食指4，且拇指2、中指3以及食指4呈等腰三角形状分布于手掌1上。
[0029]图3是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的含线性弹簧的手指示意简图，图4是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的含线性弹簧的手指示意简图，图4中各个
小圆圈表示铰接点。
[0030]如图3和如图4所示，每根手指分为4节，分别为与手掌1连接的手掌连接关节5、与手掌连接关节5铰接的指根关节6、与指根关节6铰接的指中关节7以及与指中关节7铰接的指尖关节8。
[0031]图5是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的指根关节的示意图
[0032]如图5所示，指根关节6为仿偶蹄目动物根骨结构，具有指中关节铰接点601、手掌连接关节铰接点602以及连杆铰接点603，且指中关节铰接点601和手掌连接关节铰接点602的连线与手掌连接关节铰接点602和连杆铰接点603的连线之间的夹角为60
°
。
[0033]图6是本技术的实施例中欠驱动仿生机械手的指中关节的示意图。
[0034]如图6所示，指中关节7为仿偶蹄目动物根骨结构，具有指尖关节铰接点701、指根关节铰接点702以及连杆铰接点703，且指尖关节铰接点701和指根关节铰接点702的连线与指根关节铰接点702和连杆铰接点703的连线之间的夹角为40
°
。
[0035]此外，指尖关节8、指中关节7和指根关节6都分别有一个转动自由度，这样不仅满足了机械手对抓握工件的包络要求，同时又降低了仿生机械手的结构复杂程度。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种欠驱动仿生机械手，用于在焊接过程中抓取工件，其特征在于，包括：手掌以及安装于所述手掌上的三根手指，其中，三根所述手指的结构相同，分别为安装于所述手掌一侧的长边中间位置的拇指以及安装于所述手掌另一侧的长边上的中指与食指，且所述拇指、所述中指以及所述食指呈等腰三角形状分布于所述手掌上，每根所述手指分为4节，分别为与所述手掌连接的手掌连接关节、与所述手掌连接关节铰接的指根关节、与所述指根关节铰接的指中关节以及与所述指中关节铰接的指尖关节，所述指根关节以及所述指中关节均为仿偶蹄目动物根骨结构。2.根据权利要求1所述的欠驱动仿生机械手，其特征在于：其中，所述指中关节上具有指尖关节铰接点、指根关节铰接点以及连杆铰接点，且所述指尖关节铰接点和指根关节铰接点的连线与所述指根关节铰接点和连杆铰接点的连线之间的夹角为40
°
。3.根据权利要求1所述的欠驱动仿生机械手，其特征在于：其中，所述指根关节上具有指中关节铰接点、手掌连接关节铰接点以及连杆铰接点，且所述指中关节铰接点和手掌连接关节铰接点的连线与所述手掌连接关节铰接点和连杆铰接点的连线之间的夹角为60
°
。4.根据权利要求1所述的欠驱动仿生机械手，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炳晖，仇桐，单键，何政华，吕泽昌，王志洪，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：新型
国别省市：