一种三自由度仿生手指制造技术

本发明专利技术涉及仿生机器人技术领域，尤其涉及一种三自由度仿生手指，包括：从一端至另一端依次转动连接的远节指骨、中节指骨、近节指骨和掌骨，且各旋转轴相互平行；底座，与掌骨转动连接，且旋转轴垂直于掌骨与近节指骨的旋转轴；传动机构，设置于远节指骨、中节指骨、近节指骨和掌骨之间，当近节指骨与掌骨之间相对旋转时，传动机构将旋转动力传递至近节指骨与中节指骨、中节指骨与远节指骨，分别驱动相对旋转；驱动部件，驱动部件包括设置于掌骨处并延伸至仿生手指外的伸缩结构，伸缩结构收缩时，驱动掌骨与近节指骨相对旋转；复位结构，分别设置于掌骨与近节指骨之间、近节指骨与中节指骨之间、中节指骨与远节指骨之间，分别限制其相对旋转。相对旋转。相对旋转。

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度仿生手指


[0001]本专利技术涉及仿生机器人
，尤其涉及一种三自由度仿生手指。

技术介绍

[0002]仿生手是一种通过力反馈手套操作的遥感操作系统，手指是其中的关键部分。如果仿生手指要实现人手指的全部四个自由度，需要布置不少于四组驱动器，导致复杂程度和成本直线上升。
[0003]现有的三自由度仿生手指通常为气动驱动或多电机驱动。气动驱动由于波纹管形式的气动驱动器体积较大，导致该仿生手指的总体积也较大；多电机驱动由于驱动电机布置在指节内，体积也较大，不便于狭小空间内作业和精细操作。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种三自由度仿生手指，从而有效解决
技术介绍
中的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种三自由度仿生手指，包括：从一端至另一端依次转动连接的远节指骨、中节指骨、近节指骨和掌骨，且各旋转轴相互平行；底座，所述底座与所述掌骨转动连接，且旋转轴垂直于所述掌骨与近节指骨的旋转轴；传动机构，所述传动机构设置于所述远节指骨、中节指骨、近节指骨和掌骨之间，当所述近节指骨与掌骨之间相对旋转时，所述传动机构将旋转动力传递至所述近节指骨与中节指骨、中节指骨与远节指骨，分别驱动相对旋转；驱动部件，所述驱动部件包括设置于所述掌骨处并延伸至所述仿生手指外的伸缩结构，所述伸缩结构收缩时，驱动所述掌骨与近节指骨相对旋转；复位结构，所述复位结构分别设置于掌骨与近节指骨之间、近节指骨与中节指骨之间、中节指骨与远节指骨之间，分别限制其相对旋转。
[0007]进一步地，所述伸缩结构为钢索，所述钢索其中一端固定设置于所述掌骨与近节指骨的旋转轴上，且局部缠绕于掌骨与近节指骨的旋转轴，所述钢索被拉动时，驱动掌骨与近节指骨相对旋转。
[0008]进一步地，所述伸缩结构为形状记忆合金制成的人工肌肉模块，所述人工肌肉模块一端固定于所述掌骨与近节指骨的旋转轴上，且局部缠绕于掌骨与近节指骨的旋转轴，所述人工肌肉模块通电收缩，驱动掌骨与近节指骨相对旋转。
[0009]进一步地，所述传动机构包括：三个摇臂，三个所述摇臂分别固定设置于所述掌骨与近节指骨的旋转轴、近节指骨与中节指骨的旋转轴和中节指骨与远节指骨的旋转轴上；
两个连杆，两个所述连杆分别设置于所述摇臂之间，所述连杆两端分别与两个所述摇臂转动连接。
[0010]进一步地，两所述连杆分别位于远节指骨、中节指骨、近节指骨和掌骨之间各旋转轴的同一端。
[0011]进一步地，所述掌骨与底座之间的旋转轴为空心结构，所述伸缩结构从掌骨与底座之间的旋转轴穿过，并延伸至所述仿生手指外。
[0012]进一步地，所述复位结构包括：第一扭簧，所述第一扭簧设置于所述掌骨与近节指骨之间，限制所述掌骨与近节指骨相对旋转；第二扭簧，所述第二扭簧设置于所述近节指骨与中节指骨之间，限制所述近节指骨与中节指骨相对旋转；第三扭簧，所述第三扭簧设置于所述中节指骨与远节指骨之间，限制所述中节指骨与远节指骨相对旋转。
[0013]进一步地，所述复位结构还包括第四扭簧，所述第四扭簧其中一端设置于所述中节指骨上，另一端设置于近节指骨与中节指骨之间旋转轴的摇臂上，限制所述中节指骨与摇臂之间的相对旋转。
[0014]进一步地，所述第四扭簧的刚度大于所述第二扭簧和第三扭簧的刚度。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过设置底座、传动机构、驱动部件和复位结构，驱动部件包括设置在掌骨处并延伸至仿生手指外的伸缩结构，通过伸缩结构的伸缩，来带动掌骨与近端指骨的旋转，再通过传动机构将旋转动力传递至其他指骨处，实现手指的弯曲来抓握物体，由于在仿生手指内的只有部分伸缩结构，从而将动力部件设置在手指外，从而减少手指的体积，实现狭小空间和精密作业。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1中的俯视图；图3为图1中隐藏了近节指骨后的结构示意图；图4为图3中隐藏了中节指骨后的结构示意图；图5为图4中隐藏了远节指骨后的结构示意图；图6为图5的俯视图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
“
水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0021]如图1至6所示：一种三自由度仿生手指，包括：从一端至另一端依次转动连接的远节指骨11、中节指骨12、近节指骨13和掌骨14，且各旋转轴相互平行；底座2，底座2与掌骨14转动连接，且旋转轴垂直于掌骨14与近节指骨13的旋转轴；传动机构3，传动机构3设置于远节指骨11、中节指骨12、近节指骨13和掌骨14之间，当近节指骨13与掌骨14之间相对旋转时，传动机构3将旋转动力传递至近节指骨13与中节指骨12、中节指骨12与远节指骨11，分别驱动相对旋转；驱动部件4，驱动部件4包括设置于掌骨14处并延伸至仿生手指外的伸缩结构41，伸缩结构41收缩时，驱动掌骨14与近节指骨13相对旋转；复位结构5，复位结构5分别设置于掌骨14与近节指骨13之间、近节指骨13与中节指骨12之间、中节指骨12与远节指骨11之间，分别限制其相对旋转。
[0022]通过设置底座2、传动机构3、驱动部件4和复位结构5，驱动部件4包括设置在掌骨14处并延伸至仿生手指外的伸缩结构41，通过伸缩结构41的伸缩，来带动掌骨14与近端指骨的旋转，再通过传动机构3将旋转动力传递至其他指骨处，实现手指的弯曲来抓握物体，由于在仿生手指内的只有部分伸缩结构41，从而将动力部件设置在手指外，从而减少手指的体积，实现狭小空间和精密作业。
[0023]在专利技术的一种本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三自由度仿生手指，其特征在于，包括：从一端至另一端依次转动连接的远节指骨、中节指骨、近节指骨和掌骨，且各旋转轴相互平行；底座，所述底座与所述掌骨转动连接，且旋转轴垂直于所述掌骨与近节指骨的旋转轴；传动机构，所述传动机构设置于所述远节指骨、中节指骨、近节指骨和掌骨之间，当所述近节指骨与掌骨之间相对旋转时，所述传动机构将旋转动力传递至所述近节指骨与中节指骨、中节指骨与远节指骨，分别驱动相对旋转；驱动部件，所述驱动部件包括设置于所述掌骨处并延伸至所述仿生手指外的伸缩结构，所述伸缩结构收缩时，驱动所述掌骨与近节指骨相对旋转；复位结构，所述复位结构分别设置于掌骨与近节指骨之间、近节指骨与中节指骨之间、中节指骨与远节指骨之间，分别限制其相对旋转。2.根据权利要求1所述的三自由度仿生手指，其特征在于，所述伸缩结构为钢索，所述钢索其中一端固定设置于所述掌骨与近节指骨的旋转轴上，且局部缠绕于掌骨与近节指骨的旋转轴，所述钢索被拉动时，驱动掌骨与近节指骨相对旋转。3.根据权利要求1所述的三自由度仿生手指，其特征在于，所述伸缩结构为形状记忆合金制成的人工肌肉模块，所述人工肌肉模块一端固定于所述掌骨与近节指骨的旋转轴上，且局部缠绕于掌骨与近节指骨的旋转轴，所述人工肌肉模块通电收缩，驱动掌骨与近节指骨相对旋转。4.根据权利要求1至3任一项所述的三自由度仿生手指，其特征在于，所述传动机构包括：三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭晶，郭雅娟，毕晓甜，许扬，蒋承伶，赵新冬，黄伟，朱道华，徐江涛，孙云晓，姚骧，柴琎，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：