一种刚柔仿生手和仿生机器人制造技术

本发明专利技术属于机械手技术领域，涉及一种刚柔仿生手和仿生机器人。一种刚柔仿生手，包括手掌一和手掌二，手掌一和手掌二通过转动连接部分连接形成转动副，拇指与手掌一通过转动连接部分连接形成转动副；所述手掌一和手掌二上分别至少连接一个手指结构。本发明专利技术提出一种刚柔仿生手，解决了现有机械手中存在的仿生性不足、自由度少、抓取动作灵巧性低、适应性差、交互安全性不足的问题。互安全性不足的问题。互安全性不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种刚柔仿生手和仿生机器人


[0001]本专利技术属于机械手
，涉及一种刚柔仿生手和仿生机器人。

技术介绍

[0002]机械手已经被广泛应用于人类社会的生活和生产中，然而，传统的机械夹爪抓持方式单一、适应性差，难以完成抓取形状复杂的易碎物品、排雷排爆、救治伤员、照顾传染病患者等复杂的多样化任务。仿生手具备仿生学特性，相比于传统的机械手，大大提高了灵活度和适应性，能够较好地满足精细化作业的需求，已经成为国内外学者的研究热点。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种刚柔仿生手，解决了现有机械手中存在的仿生性不足、自由度少、抓取动作灵巧性低、适应性差、交互安全性不足的问题。
[0004]本专利技术解决上述问题的技术方案是：
[0005]一种刚柔仿生手，其特殊之处在于：包括手掌一和手掌二，手掌一和手掌二通过手掌转动连接部分连接形成转动副，拇指与手掌一通过拇指转动连接部分连接形成转动副；
[0006]所述手掌一和手掌二上分别至少连接一个手指结构。
[0007]进一步地，上述手掌一和手掌二分别具有掌心侧和手背侧；所述手掌转动连接部分包括转轴、波纹管和两个拉簧，手掌一和手掌二通过转轴铰接，所述波纹管的两端分别通过固定件与手掌一和手掌二的手背侧连接，两个拉簧位于波纹管的两侧，两个拉簧的两端分别固定在手掌一和手掌二上的手背侧；所述波纹管两端密封，其上连接有气管。
[0008]进一步地，上述拇指转动连接部分包括转轴、波纹管和两个拉簧，拇指与手掌一通过转轴铰接，所述波纹管的两端分别通过固定件与拇指和手掌一的手背侧连接，两个拉簧位于波纹管的两侧，两个拉簧的两端分别固定在拇指上与手掌一的手背侧；所述波纹管两端密封，其上连接有气管。
[0009]进一步地，上述拇指包括连接指节、第一指节和第二指节；
[0010]连接指节用于和转动连接部分的波纹管和两个拉簧连接，第一指节和连接指节连接，第二指节与第一指节通过转轴铰接，所述转轴上套设扭簧，第二指节与第一指节内设有小孔，扭簧的两端分别插入第二指节与第一指节的小孔内；第二指节与第一指节设有波纹管，所述波纹管的两端分别通过固定件与第二指节和第一指节连接，所述波纹管两端密封，其上连接有气管。
[0011]进一步地，上述手掌一和手掌二上均设有凸台，手掌一和手掌二均通过凸台与手指结构连接。
[0012]进一步地，上述手掌一上连接两个手指结构，两个手指结构分别为食指和中指；食指和中指结构相同，食指包括第一指节和第二指节，第一指节通过转轴与手掌一上的凸台铰接，所述转轴上套设扭簧，第二指节与第一指节内设有小孔，扭簧的两端分别插入第二指
节与第一指节的小孔内；
[0013]第一指节与手掌一之间设有波纹管，波纹管的两端分别通过固定件与第一指节和手掌一连接；第一指节通过转轴与第二指节铰接，第一指节与第二指节之间设有波纹管，波纹管的两端分别通过固定件与第一指节和第二指节连接；两个波纹管的两端均密封，其上均连接有气管。
[0014]进一步地，上述手掌二连接两个手指结构，两个手指结构分别为无名指和小拇指；无名指和小拇指结构相同，无名指包括第一指节和第二指节，第一指节通过转轴与手掌二上的凸台铰接，第一指节与手掌二之间设有波纹管，波纹管的两端分别通过固定件与第一指节和手掌二连接；第一指节通过转轴与第二指节铰接，所述转轴上套设扭簧，第二指节与第一指节内设有小孔，扭簧的两端分别插入第二指节与第一指节的小孔内；
[0015]第一指节与第二指节之间设有波纹管，波纹管的两端分别通过固定件与第一指节和第二指节连接；两个波纹管的两端均密封，其上均连接有气管。
[0016]进一步地，还包括底座，手掌一通过螺栓固定在底座上。
[0017]另外，本专利技术还提出一种仿生机器人，其特殊之处在于：
[0018]包括若干个上述刚柔仿生手。
[0019]进一步地，所述刚柔仿生手的数量为两个。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的刚柔仿生手的显著优点是：
[0021]本专利技术提出的刚柔仿生手兼具刚性仿生手和柔性仿生手的优点，有较好的柔顺性、适应性，同时具有足够的刚度，比单纯柔性仿生手的输出力较大；仿生手自由度数多，而且每个自由度可以单独控制，使得仿生手更具灵巧性；设置了掌指自由度和手掌自由度，使得拇指与小指在最大弯曲角度处两指尖可以接触，容易完成抓握、捏取等动作，进一步提高仿生手完成复杂任务的能力；结构简单，同时可以根据实际应用需求灵活调整手指数量，可扩展性好。
附图说明
[0022]图1是本专利技术提出的刚柔仿生手的主视图；
[0023]图2是本专利技术提出的刚柔仿生手的后视图；
[0024]图3是本专利技术提出的刚柔仿生手的斜视图；
[0025]图4是本专利技术提出的刚柔仿生手抓取工作时的主视图；
[0026]图5是本专利技术提出的刚柔仿生手抓取工作时一个角度的示意图；
[0027]图6是本专利技术提出的刚柔仿生手抓取工作时另一个角度的示意图；
[0028]图7是本专利技术提出的刚柔仿生手的手掌部分的结构示意图；
[0029]图8是本专利技术提出的刚柔仿生手拇指连接机构工作时的结构示意图。
[0030]图中，1.中指，2.无名指，3.小拇指，4.手掌二，5.拉簧二，6.手掌转动连接部分，7.底座，8.拇指转动连接部分，9.拉簧一，10.手掌一，11.拇指，12.食指。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。
[0032]参见图1至图8，本专利技术提供了一种刚柔仿生手，包括手掌一10和手掌二4，手掌一10和手掌二4通过手掌转动连接部分6连接形成转动副，拇指11与手掌一10通过拇指转动连接部分8连接形成转动副；
[0033]所述手掌一10和手掌二4上分别至少连接一个手指结构。
[0034]在本专利技术提供的一些实施例中，所述手掌一10和手掌二4分别具有掌心侧和手背侧；所述手掌转动连接部分6包括转轴、波纹管和两个拉簧一5，手掌一10和手掌二4通过转轴铰接，所述波纹管的两端分别通过固定件与手掌一10和手掌二4的手背侧连接，两个拉簧一5位于波纹管的两侧，两个拉簧一5的两端分别固定在手掌一10和手掌二4上的手背侧；所述波纹管两端密封，其上连接有气管。所述气管用于对波纹管打气或者排气，使其伸长和缩短。两个拉簧一5用于提供拉力，使手掌一10和手掌二4复位。
[0035]在本专利技术提供的一些实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚柔仿生手，其特征在于：包括手掌一(10)和手掌二(4)，手掌一(10)和手掌二(4)通过手掌转动连接部分(6)连接形成转动副，拇指(11)与手掌一(10)通过拇指转动连接部分(8)连接形成转动副；所述手掌一(10)和手掌二(4)上分别至少连接一个手指结构。2.根据权利要求1所述的一种刚柔仿生手，其特征在于：所述手掌一(10)和手掌二(4)分别具有掌心侧和手背侧；所述手掌转动连接部分(6)包括转轴、波纹管和两个拉簧，手掌一(10)和手掌二(4)通过转轴铰接，所述波纹管的两端分别通过固定件与手掌一(10)和手掌二(4)的手背侧连接，两个拉簧位于波纹管的两侧，两个拉簧的两端分别固定在手掌一(10)和手掌二(4)上的手背侧；所述波纹管两端密封，其上连接有气管。3.根据权利要求2所述的一种刚柔仿生手，其特征在于：所述拇指转动连接部分(8)包括转轴、波纹管和两个拉簧，拇指(11)与手掌一(10)通过转轴铰接，所述波纹管的两端分别通过固定件与拇指(11)和手掌一(10)的手背侧连接，两个拉簧位于波纹管的两侧，两个拉簧的两端分别固定在拇指(11)上与手掌一(10)的手背侧；所述波纹管两端密封，其上连接有气管。4.根据权利要求3所述的一种刚柔仿生手，其特征在于：所述拇指(11)包括连接指节、第一指节和第二指节；连接指节用于和转动连接部分的波纹管和两个拉簧连接，第一指节和连接指节连接，第二指节与第一指节通过转轴铰接，所述转轴上套设扭簧，第二指节与第一指节内设有小孔，扭簧的两端分别插入第二指节与第一指节的小孔内；第二指节与第一指节设有波纹管，所述波纹管的两端分别通过固定件与第二指节和第一指节连接，所述波纹管两端密封，其上连接有气管。5.根据权利要求1
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4任一所述的一种刚柔仿生手，其特征在于：所述手掌一(10)和手掌二(4)上均设有凸台，手掌...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，张超宙，何博，胡志远，徐光华，谢俊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：