【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及手指机构，尤其是指一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构。
技术介绍
1、辅助运动型器械是一类旨在帮助个体进行运动、康复或提高生活质量的设备，这些器械通常应用于康复医学、物理治疗和运动医学等领域，辅助运动型医疗器械的机械结构和设计需要考虑到人体的解剖结构、运动范围和力学特性。
2、辅助运动型医疗器械尤其是手指结构一直都是行业发展的热点，它结合了一些机器人技术和人体工学的原则。残障人士领域通过使用这些辅助运动型医疗器械来进行锻炼以及完成一些日常生活所需的动作，如：抓、握、推、拉等，大大提高了残障人士的生活质量与独立性。
3、由于残障人士对于其日常使用的需求较大，使用次数较多，所以也慢慢暴露了目前市场上的运动辅助器械在某些方面仍存在如下问题：1、运动耦合影响，传统手指机构中不同关节在运动时会相互影响，影响了机构的精度；2、一体性差，传统手指结构关节处零件和线路较多，容易互相干扰缠绕；3、成本高，很多残障人士，可能会面临紧急上的问题，在前期治疗上花费占比较大，这导致其后期在选择辅助运动型医疗器械时会有一定的局限性，往往会选择价格较为低廉的，但这也会导致残障人士很难得到较好的康复训练以及提升自我的生活质量。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中手指结构关节复杂，且各个直接之间运动容易互相耦合干扰、使用成本高的问题，从而提供了一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构。
2、为解决上述技术问题，本专利
3、多个指节，每个指节均包括壳体和开设于壳体的第一容纳空间；
4、转动机构，其包括：套体、至少两个齿轮和磁流变体，所述套体的两端分别延伸至相邻的第一容纳空间且和壳体相连，至少两个所述齿轮互相啮合且均设置在套体内，所述齿轮均开设有第二容纳空间，所述磁流变体填充于套体内；
5、变刚度机构，其包括：挡板、气囊、磁体和导管，所述挡板设置于第二容纳空间，所述磁体设置于第二容纳空间且转动连接于齿轮，所述气囊分别设置在挡板的两侧，至少两个所述导管的一端穿过齿轮和两侧气囊分别连通、且另一端和流体驱动件相连。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述齿轮包括相对设置的第一半齿轮和第二半齿轮，所述第一半齿轮和第二半齿轮分别开设有第一槽体和第二槽体，所述挡板设置于第二半齿轮，其所在平面和壳体的长度方向所在平面相平行，所述磁体转动连接于第一半齿轮的内壁。
7、在本专利技术的一个实施例中，所述第一半齿轮内设置有底座，所述磁体转动连接于所述底座。
8、在本专利技术的一个实施例中，所述第一半齿轮和第二半齿轮围合使第一槽体与第二槽体合并形成第二容纳空间，所述第二容纳空间内的零件组在第一半齿轮和第二半齿轮合并前放置于第二容纳空间，所述零件组包括：底座、磁体、挡板、气囊以及和气囊一端相连的导管。
9、在本专利技术的一个实施例中，所述变刚度机构还包括导通组件，其一端连通于第二容纳空间且另一端延伸至第一容纳空间。
10、在本专利技术的一个实施例中，所述导通组件包括：柱体和通孔，所述柱体为一端封闭且另一端开口的中空圆柱，所述柱体的封闭端设置于第一容纳空间，其开口端穿过齿轮并延伸至第二容纳空间，所述通孔至少为两个且贯穿于柱体的侧壁，所述导管穿过通孔和气囊相连，所述套体密封套接于柱体的侧壁，且所述通孔在套体之外。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述壳体同一侧的两端分别设置有第一凸体和第二凸体，所述第二凸体开设有适配于第一凸体的凹槽。
12、在本专利技术的一个实施例中，所述套体为柔性套体，所述齿轮为铁磁性材料，所述齿轮为直齿轮。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述手指机构包括：小拇指机构、无名指机构、中指机构、食指机构以及大拇指机构，其中：小拇指机构、无名指机构、中指机构、食指机构均为三指节机构，且大拇指机构为二指节机构。
14、在本专利技术的一个实施例中，所述三指节机构包括依次相连的：手指近节、手指中节和手指末节，所述二指节机构包括彼此相连的手指近节和手指末节，所述手指近节设置有卡槽。
15、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
16、1、本专利技术所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，手指机构中各个空心齿轮有各自的磁体调整机构，这使得每个关节都可以实现独立变刚度的功能，关节与关节间的耦合性较好，减少了各个关节间的干扰与冲突，从而提高了整个机构的性能与可靠性。
17、2、采用了空心齿轮，其内部的第二容纳空间可以容纳底座、磁体、挡板、气囊以及和气囊一端相连的导管，减小了关节尺寸提高空间利用率，便于运输与携带。
18、3、结构简单高效，套体内填充的磁流变液可以提供关节所需的刚度也可以润滑齿轮，减少磨损，延长使用寿命，减少了后期的维护成本，并且磁流变体无需填充壳体内的第一容纳空间，节省磁流变体用量。
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1.一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述齿轮包括相对设置的第一半齿轮和第二半齿轮，所述第一半齿轮和第二半齿轮分别开设有第一槽体和第二槽体，所述挡板设置于第二半齿轮，其所在平面和壳体的长度方向所在平面相平行，所述磁体转动连接于第一半齿轮的内壁。
3.根据权利要求2所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述第一半齿轮内设置有底座，所述磁体转动连接于所述底座。
4.根据权利要求2所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述第一半齿轮和第二半齿轮围合使第一槽体与第二槽体合并形成第二容纳空间，所述第二容纳空间内的零件组在第一半齿轮和第二半齿轮合并前放置于第二容纳空间，所述零件组包括：底座、磁体、挡板、气囊以及和气囊一端相连的导管。
5.根据权利要求2所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述变刚度机构还包括导通组件，其一端连通于第二容纳空间且另一端延伸至
6.根据权利要求5所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述导通组件包括：柱体和通孔，所述柱体为一端封闭且另一端开口的中空圆柱，所述柱体的封闭端设置于第一容纳空间，其开口端穿过齿轮并延伸至第二容纳空间，所述通孔至少为两个且贯穿于柱体的侧壁，所述导管穿过通孔和气囊相连，所述套体密封套接于柱体的侧壁，且所述通孔在套体之外。
7.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述壳体同一侧的两端分别设置有第一凸体和第二凸体，所述第二凸体开设有适配于第一凸体的凹槽。
8.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述套体为柔性套体，所述齿轮为磁性材料，所述齿轮为直齿轮。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述手指机构包括：小拇指机构、无名指机构、中指机构、食指机构以及大拇指机构，其中：小拇指机构、无名指机构、中指机构、食指机构均为三指节机构，且大拇指机构为二指节机构。
10.根据权利要求9所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述三指节机构包括依次相连的：手指近节、手指中节和手指末节，所述二指节机构包括彼此相连的手指近节和手指末节，所述手指近节设置有卡槽。
...【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述齿轮包括相对设置的第一半齿轮和第二半齿轮，所述第一半齿轮和第二半齿轮分别开设有第一槽体和第二槽体，所述挡板设置于第二半齿轮，其所在平面和壳体的长度方向所在平面相平行，所述磁体转动连接于第一半齿轮的内壁。
3.根据权利要求2所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述第一半齿轮内设置有底座，所述磁体转动连接于所述底座。
4.根据权利要求2所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述第一半齿轮和第二半齿轮围合使第一槽体与第二槽体合并形成第二容纳空间，所述第二容纳空间内的零件组在第一半齿轮和第二半齿轮合并前放置于第二容纳空间，所述零件组包括：底座、磁体、挡板、气囊以及和气囊一端相连的导管。
5.根据权利要求2所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所述变刚度机构还包括导通组件，其一端连通于第二容纳空间且另一端延伸至第一容纳空间。
6.根据权利要求5所述的一种基于磁流变液变刚度的三自由度仿生手指机构，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王皓辰，牛福洲，陈赛旋，钱禹丞，孙烨，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：
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