一种基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手制造技术

本发明专利技术涉及一种基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手，包括分别连接在手掌上的拇指、食指、中指、无名指及小指，拇指包括拇指近指节和拇指远指节，食指、中指、无名指及小指均分别包括近指节、中指节和远指节；拇指近指节通过转向件与手掌转动连接，转向件由拇指转向机构驱动其转动；还包括分别与拇指、食指、中指、无名指及小指相配合的拇指卷绳机构、食指卷绳机构、中指卷绳机构、无名指卷绳机构及小指卷绳机构，上述各卷绳机构分别驱使相对应的手指实现弯曲。由上述技术方案可知，本发明专利技术通过磁流变轴承连接传动轴和齿轮，再由齿轮机构传递扭矩，实现五指手指的抓握与复位以及大拇指的侧向转动，具有高灵巧性、高响应速度的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仿人型机器人，具体涉及一种基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手。

技术介绍

1、上世纪六十年代起，仿生灵巧手的发展前景逐渐显现，出现了一批具有新结构、新设计的刚性灵巧手。刚性灵巧手有着难以安全抓取柔软物体的问题，因此柔性驱动的灵巧手逐渐产生。然而，这些柔性驱动的灵巧手响应速度相对较慢、手指协调能力相对较差，与真实人手的表现存在一定差距；因此，需要一款新型仿生灵巧手以实现具备高灵巧性、高响应速度、快速自适应能力。

2、cn201922323579.6公开了一种仿生手和仿生机器人，是通过多个电机进行驱动的纯刚性仿生手，该仿生手的结构得到简化，利于安装和拆卸，但是存在难以安全抓取柔软物体的问题，实际应用能力不足。

3、cn202110840216.9公开了一种气动模拟仿生手，通过记忆合金为手骨与仿生肌肉气囊实现仿生手的运动，可实现手指的抓握以五指并拢与张开的运动。由于柔性驱动的灵巧手存在响应速度相对较慢、手指协调能力相对较差的问题，难以实验真正的代替人手的作用。

4、因此，在抓取不同物件时，由于不同物件的材料不同，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手，其特征在于：包括分别转动连接在手掌(3)上的拇指(1)、食指(2)、中指、无名指及小指，所述的手掌(3)由手掌底座(31)及手掌盖(32)对合而成，所述的拇指(1)包括拇指近指节(11)和拇指远指节(12)，所述的食指(2)、中指、无名指及小指结构相同，均分别包括近指节(21)、中指节(22)和远指节(23)；所述的拇指近指节(11)通过转向件(13)与手掌(3)转动连接，所述的转向件(13)由拇指转向机构(4)驱动其转动，所述的拇指转向机构(4)驱使拇指(1)绕手掌(3)转动以改变拇指(1)方向；还包括分别与拇指(1)、食指(2)、中指、无名...

【技术特征摘要】

1.一种基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手，其特征在于：包括分别转动连接在手掌(3)上的拇指(1)、食指(2)、中指、无名指及小指，所述的手掌(3)由手掌底座(31)及手掌盖(32)对合而成，所述的拇指(1)包括拇指近指节(11)和拇指远指节(12)，所述的食指(2)、中指、无名指及小指结构相同，均分别包括近指节(21)、中指节(22)和远指节(23)；所述的拇指近指节(11)通过转向件(13)与手掌(3)转动连接，所述的转向件(13)由拇指转向机构(4)驱动其转动，所述的拇指转向机构(4)驱使拇指(1)绕手掌(3)转动以改变拇指(1)方向；还包括分别与拇指(1)、食指(2)、中指、无名指及小指相配合的拇指卷绳机构(5)、食指卷绳机构(6)、中指卷绳机构、无名指卷绳机构及小指卷绳机构，上述各卷绳机构分别驱使相对应的手指实现弯曲；

2.根据权利要求1所述的基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手，其特征在于：所述的传动齿轮组包括并列设置的第一传动直齿轮(71)、第二传动直齿轮(72)、第三传动直齿轮(73)，还包括与第二传动直齿轮(72)同轴设置的第二锥齿轮(74)、与第三传动直齿轮(73)同轴的第四传动直齿轮(75)；所述第一传动直齿轮(71)的齿轮轴、第二传动直齿轮(72)的齿轮轴、第三传动直齿轮(73)的齿轮轴分别通过第五深沟球轴承(76)、第六深沟球轴承(77)、第七深沟球轴承(78)与手掌底座(31)连接，其中：第一传动直齿轮(71)分别与小指卷绳机构和无名指卷绳机构中的第一直齿轮(61)相啮合，且第一传动直齿轮(71)与伺服电机(33)的输出轴固连，第二传动直齿轮(72)分别与无名指卷绳机构和中指卷绳机构中的第一直齿轮(61)相啮合，第二锥齿轮(74)与第一锥齿轮(51)相啮合；第三传动直齿轮(73)分别与中指卷绳机构和食指卷绳机构(6)中的第一直齿轮(61)相啮合；第四传动直齿轮(75)与第二直齿轮(41)相啮合。

3.根据权利要求1所述的基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手，其特征在于：所述的转向件(13)包括与手掌底座(31)转动连接的第一连接部(131)以及与拇指近指节(11)转动连接的第二连接部(132)，所述的第一连接部(131)与第二连接部(132)之间通过三角状的连接块(133)连成一体；所述的拇指近指节(11)通过第一连接轴(111)、第九深沟球轴承(112)、第一复位弹簧(113)与第二连接部(132)连接；所述的拇指远指节(12)通过第二连接轴(121)、第十深沟球轴承(122)、第二复位弹簧(123)与拇指近指节(11)连接；

4.根据权利要求3所述的基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手，其特征在于：所述的第一连接部(131)为耳座结构，所述耳座的一侧筋板与第三轴(43)相固定，所述耳座的另一侧筋板与第四轴(45)固定，第四轴(45)与第三轴(43)同心设置且第四轴(45)通过第八深沟球轴承(46)与手掌底座(31)连接；所述的第二连接部(132)为柱状体结构，其外表面设有与第一柔索(50)相配合的第一引导槽(134)；所述的拇指近指节(11)在其与拇指远指节(12)相连的端部设有与第一柔索(50)相配合的第二引导槽(114)；

5.根据权利要求3所述的基于磁流变轴承的刚柔耦合五指灵巧手，其特征在于：所述的第一滑轮组件包括上下方向平行布置的第一弹簧固定轴(83)和第二弹簧固定轴(84)，所述的第一弹簧固定轴(83)与第二弹簧固定轴(84)均为阶梯轴且两者反向设置，第一弹簧固定轴(83)的小直径段的端部贯穿第一固定座(85)且与第一固定座(85)形成滑动配合，所述的第一固定座(85)与第一底座(81)的侧壁固连，第一弹簧固定轴(83)的大直径段的端部固定有第一动滑轮(86)，所述第一动滑轮(86)的轮轴垂直于第一弹簧固定轴(83)，所述第一弹簧固定轴(83)的小直径段上套设有第一弹簧(831)，第一弹簧(831)的两端分别与第一固定座(85)及第一弹簧固定轴(83)的轴肩相抵靠；第二弹簧固定轴(84)的小直径段的端部贯穿第二固定座(87)且与第二固定座(87)形成滑动配合，所述的第二固定座(87)与第一底座(81)的侧壁固连，第二弹簧固定轴(84)的大直径段...

【专利技术属性】
技术研发人员：周斌，余坤，刘杜，孙帅帅，訾斌，吴帅楠，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：