一种触觉感知五指机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及一种触觉感知五指机械手，其包括手掌模块、大拇指模块、四指模块及触觉集成模块，所述大拇指模块、四指模块依次连接在所述手掌模块上，所述四指模块为结构相同的四根指头，与大拇指模块由近及远依次为食指部、中指部、无名指部、小拇指部；所述触觉集成模块包括手掌触觉模块及手指触觉模块，所述手掌触觉模块包括设置在手掌模块掌心处的手掌触觉传感器及位于手掌模块上、与手掌触觉传感器连接的手掌触觉控制板；所述手指触觉模块包括设置在大拇指模块及四指模块手指的指肚处的手指触觉传感器，以及设置在大拇指模块及四指模块上、与手指触觉传感器连接的手指触觉控制板。制板。制板。

【技术实现步骤摘要】
一种触觉感知五指机械手


[0001]本技术属于仿人机器人
，涉及一种五指机械手，具体为一种触觉感知五指机械手。

技术介绍

[0002]目前，国内外现有的灵巧机械手都有长足的进步、取得了较不错的研究成果，但其仍然存在一些需要提升和改进的方面，主要是：
[0003]1.仿人机械手结构——传感——控制的一体化设计需要提升；
[0004]2.现有的大部分产品都是简化型设计，进行耦合自由度设计，导致自由度低；
[0005]3.感知能力弱，如何实现仿人机械手的全覆盖触觉是攻克的难点；
[0006]4.仿人灵巧手的产品整体可靠性有待提高，例如Shadow灵巧受产品故障率高。

技术实现思路

[0007]本技术目的在于提供一种触觉感知五指机械手,以解决现有技术中存在的仿人机械手的一体化设计不完善、自由度低、感知能力弱以及故障率高的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本技术的所采取的技术方案是：
[0009]一种触觉感知五指机械手，其包括手掌模块、大拇指模块、四指模块及触觉集成模块，所述大拇指模块、四指模块依次连接在所述手掌模块上，所述四指模块为结构相同的四跟指头，与大拇指模块由近及远依次为食指部、中指部、无名指部、小拇指部；
[0010]所述触觉集成模块包括手掌触觉模块及手指触觉模块，所述手掌触觉模块包括设置在手掌模块掌心处的手掌触觉传感器及位于手掌模块上、与手掌触觉传感器连接的手掌触觉控制板；所述手指触觉模块包括设置在大拇指模块及四指模块手指的指肚处的手指触觉传感器，以及设置在大拇指模块及四指模块上、与手指触觉传感器连接的手指触觉控制板。
[0011]所述手掌模块包括手掌主框架、手掌前壳、手背后壳、大拇指旋转驱动电机、四指驱动电机及主控板，所述大拇指旋转驱动电机、四指驱动电机分别设置在所述手掌主框架上，分别与所述大拇指模块、四指模块传动连接；
[0012]所述大拇指旋转驱动电机的固定端与所述手掌主框架通过销轴机构铰接，具有绕所述销轴机构的轴心摆动的自由度；
[0013]所述四指驱动电机的数量为四个、依次设置在所述手掌主框架上，分别与所述食指部、中指部、无名指部、小拇指部传动连接；
[0014]所述手掌前壳及手背后壳依次固定在所述主框架的手掌侧及手背侧；
[0015]所述主控板设置在所述手掌前壳与手背后壳之间、分别与所述大拇指旋转驱动电机、四指驱动电机及触觉集成模块电连接；
[0016]所述手掌触觉传感器设置在所述手掌前壳上，所述手掌触觉控制板设置在所述手掌主框架与手背后壳之间。
[0017]所述手掌模块还包括与手掌前壳形状适配的手掌软胶垫，所述手掌软胶垫敷设在所述手掌前壳的外表面，所述手掌触觉传感器位于所述手掌软胶垫与所述手掌前壳的外侧之间。
[0018]所述大拇指模块包括拇指旋转关节，拇指旋转指节、拇指近端指节、及拇指末端指节；
[0019]所述拇指旋转关节为驱动连接块A，所述驱动连接块A的上端与所述拇指旋转指节固定连接、中端与所述手掌主框架铰接、下端与所述大拇指旋转驱动电机的伸缩端铰接；
[0020]所述拇指旋转指节包括旋转指节壳及旋转连接节，所述拇指近端指节包括伸屈驱动电机、拇指连杆、拇指近端壳，所述拇指末端指节包括拇指末端壳；
[0021]所述旋转指节壳的下端通过旋转连接节与所述驱动连接块A固定，所述旋转指节壳、拇指近端壳与拇指末端壳之间由下至上相互铰接、构成贯通的腔体；
[0022]所述伸屈驱动电机的伸缩端与拇指连杆的上端同轴铰接在所述拇指末端壳内的下方，伸屈驱动电机的固定端穿过腔体、与旋转指节壳内的一侧铰接，拇指连杆的下端与旋转指节壳内的另一侧铰接，所述拇指连杆的所在直线与所述拇指旋转指节、拇指近端指节、及拇指末端指节的铰接点的连线呈“X”状交叉。
[0023]所述旋转指节壳、拇指近端壳、拇指末端壳位于手背侧与手掌侧的衔接处留有缝隙；
[0024]所述拇指末端关节包括驱动连接块B及关节轴，所述伸屈驱动电机的伸缩端与驱动连接块B的底面固定，关节轴穿过驱动连接块B与拇指连杆后与拇指末端壳铰接，所述伸屈驱动电机的固定端与旋转指节壳的铰接点位于所述旋转指节壳与拇指近端壳铰接点的下方。
[0025]所述四指模块包括基指节、四指近端指节、四指中端指节，以及四指末端指节；所述基指节为安装块、固定在所述手掌主框架的上端，所述四指近端指节包括四指近端壳、驱动连接块C及四指连杆，所述四指中端指节包括四指中端壳，所述四指末端指节包括四指末端壳，所述基指节、四指近端壳、四指中端壳之间由下至上依次铰接，所述四指中端壳与四指末端壳之间固定连接；
[0026]所述驱动连接块C的上端与四指近端壳的掌心一侧铰接、下端与所述四指驱动电机的伸缩端铰接；
[0027]所述四指连杆的上端与所述四指中端壳的下端掌心侧铰接、下端与所述基指节的手背侧铰接。
[0028]所述旋转指节壳、拇指近端壳与拇指末端壳均为分体式的扣合结构，所述旋转指节壳包括旋转指节1壳、旋转指节2壳，所述拇指近端壳包括拇指近端1壳、拇指近端2壳，所述拇指末端壳包括拇指末端1壳及拇指末端2壳；
[0029]所述拇指末端壳还包括拇指末端中壳，所述拇指末端中壳位于所述拇指末端1壳与拇指末端2壳之间，所述拇指近端2壳与所述拇指末端中壳铰接，所述手指触觉传感器敷设于所述拇指末端2壳的内表面，所述手指触觉控制板设置在所述拇指末端1壳与拇指末端中壳之间。
[0030]所述四指近端指节、四指中端指节及四指末端指节均为分体式的扣合结构，分别包括位于手背侧的四指近端1壳、四指中端1壳、四指末端1壳，以及位于掌心侧的四指近端2
壳、四指中端2壳、四指末端2壳；
[0031]所述四指中端1壳与四指末端1壳为一体式结构，所述手指触觉传感器敷设于所述四指末端2壳的内表面，所述手指触觉控制板设置在所述四指中端指节内。
[0032]所述手掌模块还包括固定在手掌主框架上的电机压块，所述四指驱动电机通过电机压块固定在所述手掌主框架上，所述电机压块与所述四指驱动电机的固定面沿远离大拇指模块的方向呈由高到低的台阶状分布，所述四指模块的指尖通过电机压块具有不同的高度。
[0033]所述手掌模块还包括手掌支撑座、连接底座及电源开关，所述手掌主框架固定在所述手掌支撑座上，与手掌主框架、大拇指模块、四指模块构成五指机械手主体；
[0034]所述连接底座与所述手掌支撑座的下端固定连接，所述五指机械手主体通过连接底座与外部的机械手、手臂连接；
[0035]所述电源开关与所述主控板电连接。
[0036]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0037]本技术所提供的一种触觉感知五指机械手，通过采用本公司自主研发的阵列式触觉传感器，并将其巧妙地集成于五根手指的指尖及掌心，实现了仿人机械手的结构——传感——控制的一体化设计，使本机械手在抓取的过程中可以实现触觉、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种触觉感知五指机械手，其特征在于：其包括手掌模块(600)、大拇指模块(100)、四指模块及触觉集成模块(700)，所述大拇指模块(100)、四指模块依次连接在所述手掌模块(600)上，所述四指模块为结构相同的四根指头，与大拇指模块(100)由近及远依次为食指部(200)、中指部(300)、无名指部(400)、小拇指部(500)；所述触觉集成模块(700)包括手掌触觉模块及手指触觉模块，所述手掌触觉模块包括设置在手掌模块(600)掌心处的手掌触觉传感器(703)及位于手掌模块(600)上、与手掌触觉传感器(703)连接的手掌触觉控制板(704)；所述手指触觉模块包括设置在大拇指模块(100)及四指模块手指的指肚处的手指触觉传感器(701)，以及设置在大拇指模块(100)及四指模块上、与手指触觉传感器(701)连接的手指触觉控制板(702)。2.根据权利要求1所述的一种触觉感知五指机械手，其特征在于：所述手掌模块(600)包括手掌主框架(601)、手掌前壳(613)、手背后壳(611)、大拇指旋转驱动电推杆(606)、四指驱动电机(602)及主控板(610)，所述大拇指旋转驱动电推杆(606)、四指驱动电机(602)分别设置在所述手掌主框架(601)上，分别与所述大拇指模块(100)、四指模块传动连接；所述大拇指旋转驱动电推杆(606)的固定端与所述手掌主框架(601)通过销轴机构(614)铰接，具有绕所述销轴机构(614)的轴心摆动的自由度；所述四指驱动电机(602)的数量为四个、依次设置在所述手掌主框架(601)上，分别与所述食指部(200)、中指部(300)、无名指部(400)、小拇指部(500)传动连接；所述手掌前壳(613)及手背后壳(611)依次固定在所述主框架的手掌侧及手背侧；所述主控板(610)设置在所述手掌前壳(613)与手背后壳(611)之间、分别与所述大拇指旋转驱动电推杆(606)、四指驱动电机(602)及触觉集成模块(700)电连接；所述手掌触觉传感器(703)设置在所述手掌前壳(613)上，所述手掌触觉控制板(704)设置在所述手掌主框架(601)与手背后壳(611)之间。3.根据权利要求2所述的一种触觉感知五指机械手，其特征在于：所述手掌模块(600)还包括与手掌前壳(613)形状适配的手掌软胶垫(615)，所述手掌软胶垫(615)敷设在所述手掌前壳(613)的外表面，所述手掌触觉传感器(703)位于所述手掌软胶垫(615)与所述手掌前壳(613)的外侧之间。4.根据权利要求2所述的一种触觉感知五指机械手，其特征在于：所述大拇指模块(100)包括拇指旋转关节(101)，拇指旋转指节(102)、拇指近端指节(104)、拇指末端指节(106)、用于铰接拇指近端指节(104)及拇指末端指节(106)的拇指末端关节(105)；所述拇指旋转关节(101)为驱动连接块A，所述驱动连接块A的上端与所述拇指旋转指节(102)固定连接、中端与所述手掌主框架(601)铰接、下端与所述大拇指旋转驱动电推杆(606)的伸缩端铰接；所述拇指旋转指节(102)包括旋转指节壳及旋转连接节(1010)，所述拇指近端指节(104)包括伸屈驱动电机(1013)、拇指连杆(1004)、拇指近端壳，所述拇指末端指节(106)包括拇指末端壳；所述旋转指节壳的下端通过旋转连接节(1010)与所述驱动连接块A固定，所述旋转指节壳、拇指近端壳与拇指末端壳之间由下至上相互铰接、构成贯通的腔体；所述伸屈驱动电机(1013)的伸缩端与拇指连杆(1004)的上端同轴铰接在所述拇指末端壳内的下方，伸屈驱动电机(1013)的固定端穿过腔体、与旋转指节壳内的一侧铰接，拇指
连杆(1004)的下端与旋转指节壳内的另一侧铰接，所述拇指连杆(1004)的所在直线与所述拇指旋转指节(102)、拇指近端指节(104)、及拇指末端指节(106)的铰接点的连线呈“X”状交叉。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙富春，方斌，马岩，朱畅，刘泽达，
申请(专利权)人：清瑞博源智能科技河北有限责任公司，
类型：新型
国别省市：