一种仿生灵巧手制造技术

本发明专利技术涉及仿生机器人技术领域，公开的一种仿生灵巧手，包括手掌组件、主手指和多个辅助手指；手掌组件包括手部基座和动力装置，主手指和辅助手指均包括前端指节、中间指节和末端指节；动力装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置传动连接摆动组件，第二驱动装置传动连接屈伸组件，屈伸组件铰接于摆动组件，主手指的末端指节铰接于屈伸组件，且屈伸组件通过第一连杆传动铰接主手指的中间指节；动力装置还包括多个驱动各辅助手指移动的第三驱动装置，辅助手指的末端指节与第三驱动装置铰接，中间指节与手部基座通过第一连杆铰接；主手指和辅助手指的前端指节与末端指节分别通过第二连杆铰接，简化传动，提高仿生手指灵活性。灵活性。灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生灵巧手


[0001]本专利技术涉及仿生机器人
，具体涉及一种仿生灵巧手。

技术介绍

[0002]随着科技的发展,尤其是近十年以来机器人的应用领域在不断拓宽，已经从工业制造领域走向如医疗救治、智能家居、智慧出行、文创娱乐等社会生活的各个领域中。已有越来越多的类人型机器人以及机械手走近人们的日常生活。
[0003]机械手最初出现在工业机器人领域，以程序控制替代工人搬运、抓取、组装物料为主要表现形式的高科技自动化生产设备，其主要优势是可以重复做同一动作并且在正常情况下永远不会觉得累，仿生机械灵巧手作为人类活动肢体的延伸，被期望能够完成近似人的灵活、精细的抓取、抓握等操作，但由于受到诸如传动技术、传感系统、控制系统的技术限制，其在功能、仿生结构原理、运动特性等发展现状与人们期望及需求仍有一定差距。
[0004]申请号201680007659.7公布了“一种机器人灵巧手”以舵机驱动绳索牵引多手指屈曲，以达到人手的抓取动作，舵机的特点是集控制、驱动，动力、执行为一体的高度集成元器件，具有结构简单，易控制等优点，同时也有些不足之处是输出力矩过小，该专利公告的此款号称灵巧机器人手，在手掌处由于集成了5个舵机及绳索驱动机构显得过于臃肿和笨拙，而且其机械手与真人手的相似度相差过大，只能算是一个自动化产线上或设备上满足抓取功能的机械手，还谈不上灵巧。
[0005]申请号201910100172.9的国内专利公开了“一种机械手”，其公告的资料及模型显示其主要结构与真人手的结构形式基本相似，有5根手指，并且手指布局与真人手无较大差异，其公开的资料中描述其为步进电机加蜗轮蜗杆结构，驱动手指转动，实现手指屈曲完成抓取动作，其结构形式较复杂，在有限的空间内很难布局，因此其食指及中指共用一套驱动机构，无名指及小指共用一套驱动机构，大拇指用一套驱动机构，其基本能完成手部的捏取、抓握等动作，但其距真人的5指分别驱动仍有些功能欠缺。
[0006]申请号201810319044.9的国内专利公开了“一种机器人灵巧手”，其公告的资料及模型显示其主要结构与真人手的结构形式有类似的地方也有些差异的地方，具有5根手指，为了达到更可能大的抓握范围其将第四指第五指的转轴设置在手掌部位，其结果是达到了普通机械手无法达到的抓握范围。并且其驱动方式为每个指根关节一套电磁耦合机构通过给线圈加电产生电磁吸力再配合摩擦轮及腱绳驱动指根关节转动，断电后由复位弹簧驱使指根关节复位，其作关节动作通过在其指关节内部设置摩擦轮传动，将驱动指根关节转动的腱绳导引至末端指节处，保证末端指关节与指根关节近似同步驱动，其指根关节通过弹簧复位，其余指关节通过在指关节内部设置的弹性橡皮绳的张力复位，其手在实现功能的结果上强过一般机械灵巧手，但其传动过程太过复杂，并且对磁铁及线圈加电其安全性及稳定性存在隐患，并且其余指关节的使用的弹性复位元件为弹性橡皮筋，其而侯性极其差，使用一至两个月就会因氧化而腐烂，不仅需要更换，还不易清理。因此其为了在抓握能力上已经近似实现真手的抓握范围及功能，但其在实现的方式及过程略显薄弱并且智能化程度
偏低，称为机器人灵巧手确实还有一些进步空间。
[0007]申请号201610520941.7国内专利技术专利公开了“一种仿生假肢手”其主要愿景是为了满足肢体残缺人士的日常生活中对手的功能需求而设计，并且其为了减轻重量采用3D打印材料及结构，最大限度的减轻了结构自身的重量，并且资料显示的仿生的5根手指也基本和真人的5指有点类似，其为了减轻重量，只做了满足手部抓握功能的拇指内旋外翻，其余四指由一个电机驱动同时屈曲和伸展，其工作原理为已公告的电机驱动牵引绳带动四指屈曲，由弹簧和弹性带也就是俗称橡皮筋相配合驱动手指被动伸展复位，弹性带的而侯性是其最大的安全隐患，其只能说是仅能满足一个手的最基本的抓握功能根据其公告的资料显示并未对其真人的其他仿生功能进行相关描述。
[0008]申请号201610566197.4国内专利公开了“一种仿生机械手”其公告的资料显示其主要结构为5个手指分别由5个气缸驱动多级连杆实现和手指一样的屈曲和伸展动作，气动驱动需要一套压缩空气制备、蓄能、驱动运动一整套系统，其便携性及产品的适用场景范围极其狭隘，根据其公告的结构图显示，其根本就还是停留在工业自动化领域还没进化完全的机械手，还远谈不上仿生型机械手。
[0009]综上，现有技术中的仿生手大多还由于技术原因、结构原因导致仿生形态无法达到要求，传动高效性、手指灵活性和抓取稳定性都欠佳。

技术实现思路

[0010]为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择，本专利技术提供一种仿生灵巧手，简化传动结构，提高仿生的手指灵活性。
[0011]本专利技术公开的一种仿生灵巧手，包括手掌组件、仿生为拇指的主手指和与所述主手指配合抓取的多个辅助手指；
[0012]所述手掌组件包括手部基座和安装于所述手部基座的动力装置，所述主手指和辅助手指均包括依次相互铰接的前端指节、中间指节和末端指节；
[0013]所述动力装置包括驱动所述主手指移动的第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置传动连接摆动组件，所述第二驱动装置传动连接屈伸组件，所述屈伸组件铰接于所述摆动组件以在所述第二驱动装置的作用下沿铰接点转动，所述主手指的末端指节铰接于所述屈伸组件，且所述屈伸组件通过第一连杆传动铰接所述主手指的中间指节；
[0014]所述动力装置还包括多个驱动各所述辅助手指移动的第三驱动装置，所述辅助手指的末端指节与所述第三驱动装置铰接，中间指节与所述手部基座通过第一连杆铰接；
[0015]所述主手指和辅助手指的所述前端指节与所述末端指节分别通过第二连杆铰接。
[0016]作为一种仿生灵巧手的优选技术方案，所述第一驱动装置的输出端铰接有直齿条，所述摆动组件设有与所述直齿条啮合的弧形齿部，所述第一驱动装置通过驱动所述直齿条移动以带动所述摆动组件沿所述弧形齿部的弧度摆动。
[0017]作为一种仿生灵巧手的优选技术方案，所述第二驱动装置的输出端铰接有斜齿条，所述屈伸组件设有与所述斜齿条啮合的斜齿部，所述斜齿部环绕所述屈伸组件与所述摆动组件的铰接点设置，所述第二驱动装置通过驱动所述斜齿条移动以带动所述屈伸组件绕所述铰接点转动。
[0018]作为一种仿生灵巧手的优选技术方案，所述摆动组件设有滑槽，所述斜齿条滑动
设置于所述摆动组件内，所述第二驱动装置驱动所述斜齿条沿所述滑槽往复运动，以带动所述屈伸组件绕所述铰接点正向或反向转动。
[0019]作为一种仿生灵巧手的优选技术方案，所述屈伸组件还包括沿所述斜齿部的径向延伸的摆臂，所述摆臂设有与所述末端指节的铰接孔、与所述中间指节铰接的铰接孔。
[0020]作为一种仿生灵巧手的优选技术方案，所述手掌组件还包括固定于所述手部基座的第一轴承安装座，所述第一驱动装置通过关节轴承固定于所述第一轴承安装座；
[0021]作为一种仿生灵巧手的优选技术方案，所述手掌组件还包括固定于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生灵巧手，其特征在于，包括手掌组件、仿生为拇指的主手指和与所述主手指配合抓取的多个辅助手指；所述手掌组件包括手部基座和安装于所述手部基座的动力装置，所述主手指和辅助手指均包括依次相互铰接的前端指节、中间指节和末端指节；所述动力装置包括驱动所述主手指移动的第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置传动连接摆动组件，所述第二驱动装置传动连接屈伸组件，所述屈伸组件铰接于所述摆动组件以在所述第二驱动装置的作用下沿铰接点转动，所述主手指的末端指节铰接于所述屈伸组件，且所述屈伸组件通过第一连杆传动铰接所述主手指的中间指节；所述动力装置还包括多个驱动各所述辅助手指移动的第三驱动装置，所述辅助手指的末端指节与所述第三驱动装置铰接，中间指节与所述手部基座通过第一连杆铰接；所述主手指和辅助手指的所述前端指节与所述末端指节分别通过第二连杆铰接。2.根据权利要求1所述的一种仿生灵巧手，其特征在于，所述第一驱动装置的输出端铰接有直齿条，所述摆动组件设有与所述直齿条啮合的弧形齿部，所述第一驱动装置通过驱动所述直齿条移动以带动所述摆动组件沿所述弧形齿部的弧度摆动。3.根据权利要求1所述的一种仿生灵巧手，其特征在于，所述第二驱动装置的输出端铰接有斜齿条，所述屈伸组件设有与所述斜齿条啮合的斜齿部，所述斜齿部环绕所述屈伸组件与所述摆动组件的铰接点设置，所述第二驱动装置通过驱动所述斜齿条移动以带动所述屈伸组件绕所述铰接点转动。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈应亚，
申请(专利权)人：陈应亚，
类型：发明
国别省市：