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一种驱动连杆与耦合绳索融合的多模式拟人机械手制造技术

技术编号:37876917 阅读:30 留言:0更新日期:2023-06-15 21:05
本发明专利技术公开一种驱动连杆与耦合绳索融合的多模式拟人机械手,涉及用于肢残患者的仿人机械手。该机械手由驱动连杆机构和耦合绳索机构组成,主驱动电机驱动连杆传动机构作为机械手运动的动力机构,耦合绳索与连杆共同构成交叉耦合机构,使三指节拟人耦合运动。通过微型电机控制耦合绳索的长度和松紧状态,可实现无耦合、定耦合和变耦合自适应欠驱动抓取融为一体的功能,且其指节间耦合比能够随抓握对象而呈现出不同的变化规律,极大地提升了假肢手的拟人性和抓握空间。本发明专利技术融合了连杆传动和绳索传动机构的优点,整体结构刚性强,抓握力大,操作灵活,且具备高度拟人性和多种抓握模式。且具备高度拟人性和多种抓握模式。且具备高度拟人性和多种抓握模式。

【技术实现步骤摘要】
一种驱动连杆与耦合绳索融合的多模式拟人机械手


[0001]本专利技术属于仿人机械手领域,特别涉及一种驱动连杆与耦合绳索融合的多模式拟人机械手。

技术介绍

[0002]欠驱动机构是指驱动的数量少于机构自由度的一类机构,其省去了一些驱动元件,且能够满足全驱动的要求,在减轻重量的同时又节省了能耗,因而在机械手的应用中具有较大的优越性。目前这种机构已成为拟人机械手设计的主要方向之一,常见的设计方案有耦合机械手、自适应欠驱动机械手和耦合自适应欠驱动机械手。
[0003]耦合机械手的近指节、中指节和远指节相互耦合,在电机的驱动下三个指节按固定耦合比同时转动。耦合机械手的运动过程与人手较为相似,具有较高的拟人性,但当机械手的任意一个指节触碰到物体后,其余指节都将不能继续运动,无法实现包络抓握物体。
[0004]自适应欠驱动机械手中有一个自由度通过弹性元件来约束,在机械手未接触物体前,弹性元件约束机械手维持初始形态,机械手的三个指节作为一个整体一同转动。当近指节接触物体后,原自由度被约束,在电机的驱动下弹性元件被拉伸,释放新的自由度,使得中指节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动连杆与耦合绳索融合的多模式拟人机械手,其特征在于:该机械手由基座(1)、驱动连杆机构和耦合绳索机构组成,所述驱动连杆机构包括主驱动电机(2)、减速器(3)、小直齿轮(4)、大直齿轮(5)、近关节轴(6)、中关节轴(12)、远关节轴(17)、近指节执行连杆(13)、近指节驱动连杆(7)、近指节连杆轴(8)、近指节传动连杆(9)、近关节扭簧(19)、中指节驱动连杆(11)、中指节执行连杆(18)、中指节传动连杆(14)、中指节连杆轴(10)、中关节扭簧(20)、远指节执行连杆(16)和远指节连杆轴(15);所述耦合绳索机构包括微型电机(24)、小减速齿轮(25)、大减速齿轮(26)、绕绳中心轴(27)、近指节绕绳槽轮(28)、中指节绕绳槽轮(29)、近指节耦合绳索(30)、中指节耦合绳索(31)、换向轴(32)、近指节耦合轴(33)和中指节耦合轴(34)。2.如权利要求1所述的一种驱动连杆与耦合绳索融合的多模式拟人机械手,其特征在于:所述驱动连杆机构中的近指节执行连杆(13)与近指节(21)固接,中指节执行连杆(18)与中指节(22)固接,远指节执行连杆(16)与远指节(23)固接;近指节(21)与中指节(22)通过中关节轴(12)转动连接,中指节(22)与远指节(23)通过远关节轴(17)转动连接;所述的主驱动电机(2)与基座(1)固接,主驱动电机(2)的输出轴与所述减速器(3)的输入轴连接,减速器(3)的输出轴与所述小直齿轮(4)通过键连接,小直齿轮(4)与所述的大直齿轮(5)啮合,大直齿轮(5)与所述的近关节轴(6)通过键连接;所述的近指节驱动连杆(7)一端与近关节轴(6)固接,另一端通过近指节连杆轴(8)与所述的近指节传动连杆(9)的一端转动连接,近指节传动连杆(9)另一端通过中指节连杆轴(10)与所述的中指节驱动连杆(11)的一端转动连接,中指节驱动连杆(11)另一端通过中关节轴(12)与所述的近指节执行连杆(13)的一端转动连接,近指节执行连杆(13)另一端与所述的近关节轴(6)转动连接;所述中指节传动连杆(14)一端与中指节连杆轴(10)转动连接,另一端通过远指节连杆轴(15)与所述的远指节执行连杆(16)的一端转动连接,远指节执行连杆(16)另一端通过远关节轴(17)与所述的中指节执行连杆(18)的一端转动连接,中指节执行连杆(18)另一端与所述的中关节轴(12)转动连接;所述近关节扭簧(19)两端分别与近指节驱动连杆(7)和近指节执行连杆(13)相连,所述中关节扭簧(20)两端分别与中指节驱动连杆(11)和中指节执行连杆(18)相连;所述的近关节轴(6)、近指节连杆轴(8)、中关节轴(12)、中指节连杆轴(10)、远关节轴(17)和远指节连杆轴(15)的轴线相互平行;所述的近指节驱动连杆(7)、近指节传动连杆(9)、近指节执行连杆(13)、中指节传动连杆(14)和中指节执行连杆(18)的数量都是两个,且左右对称分布。3.如权利要求1所述的一种驱动连杆与耦合绳索融合的多模式拟人机械手,其特征在于:所述耦合绳索机构中的微型电机(24)与基座(1)固接,微型电机(24)输出轴与所述小减速齿轮(25)通过键连接,小减速齿轮(25)和大减速齿轮(26)啮合,大减速齿轮(26)与所述的绕绳中心轴(27)通过键连接;所述大减速齿轮(26)、近指节绕绳槽轮(28)和中指节绕绳槽轮(29)为同轴连接,均固定于绕绳中心轴(27),所述换向轴(32)和近指节耦合轴(33)固定于基座(1),所述中指节耦合轴(34)固定...

【专利技术属性】
技术研发人员:张翼赵前邓华徐晓磊
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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