[发明专利]一种五指型仿人机器手机构

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种具有五指十四关节九自由度的仿人手机械机构的仿人机器手机构。

背景技术

目前，人类研究的各种机械手、夹持器不断涌现，机械手朝着两个方向发展：其一是机器人灵巧手，此种机器手自由度多，在九个以上；其二是仿人型机器手，此种机器手自由度少，一般在五个自由度以下。为了使机器人能够完成某写操作任务，要求机器人有仿人手功能的机器手。因此，设计出功能全面、安全可靠、机构简单、容易实现的机器手成为一个重要的科研课题。设计仿人手的机器手的主要要求是：一是使用较少数量的电机，实现较多的关节运动，二是实现较多的运动功能，本质上说后者意义更强于前者。为了实现两者的要求，有多种传动方案可以采纳，用来实现手指个关节的运动，以及手指间的协调配合运动。采用的传动方式有：连杆传动、齿轮传动、钢丝绳与动定滑轮耦合传动。各种传动方式各有优缺点，钢丝绳传动灵活性好、有利于长距离传输，但传动精度差；连杆机构结构简单，传动精度高，连续传动性差，齿轮传动精度高、要求场合严格，关键的是这些运动装置只能使手指一个平面内运动，满足不了完成某些动作要求。

发明内容

本发明的目的是提供了一种五指十四关节九自由度的仿人机器手机械机构。本发明的仿人机器手机械机构采用定轴、钢丝绳、万向节等简单机械的耦合装置完成手指间的三维运动关系。该机器手能够代替人手完成某些特定场合的操作任务。其结构简单、安全可靠、容易实现、功能全面、维护方便、成本低廉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用电能转化为两根相互牵制拉扯手指的钢丝绳的伸缩的机械能使手指在一个平面内运行；利用电能驱动连杆转化为机械能使得手指可以相互运动，与前者结合实现各手指间的三维运动。本发明由五个可弯曲的手指机构和一个手掌机构连接而成。每个手指均为一个自由度，分别由一个电机驱动；拇指与食指、食指与中指、中指与无名指、无名指与小指之间有耦合机构，分别由一个电机驱动。拇指为两截运动串级耦合组成，其余四指为三节串级耦合组成。四个手指区别在于类人手长短不同、可以对非规则物体实现握、拿、捏、夹等动作。电源可以外接。

本发明的有益效果是，可以对非规则物体实现抓握、捏、夹等动作，自身结构简单，维修方便。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1是本发明仿人手整体结构示意图。

图2是本发明手指运动结构示意图。

图3是本发明手指关节形状示意图。

图4是本发明手掌示意图。

图5是本发明两指间耦合运动结构示意图。

图中各部分名称如下：1.手掌，11.连接轴，12.万向节，13.万向节，14.万向节，15.万向节，2.拇指，20.驱动电机，21.手掌节，22.中指节，23.末指节，3.食指，30驱动电机，31.手掌节，32.首指节，33中指节，34.末指节，4.中指，40驱动电机，41.手掌节，42.首指节，43中指节，44.末指节，5.无名指，50驱动电机，51.手掌节，52.首指节，53中指节，54.末指节，6.小指，60驱动电机，61.手掌节，62.首指节，63中指节，64.末指节，65.钢丝绳，66.钢丝绳，67.连线点，68.过孔，69.定滑轮，7.指间耦合机构，70.驱动电机.71连杆，72.轴连接器，73.连杆，74.连杆，75.万向节，76.万向节，8.指间耦合机构，9.指间耦合机构，10.指间耦合机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

为了方便描述，在图1中，是一个手心向外的仿人型机器右手，仿人型机器手由手掌(1)，拇指(2)，食指(3)，中指(4)，无名指(5)和小指(6)组成，食指(3)，中指(4)，无名指(5)和小指(6)安装在手掌(1)前端，拇指(2)安装在手掌(1)的右上端。除拇指以外四指由驱动电机(30)，手掌节(31)，首指节(32)，中指节(33)，末指节(34)组成，拇指(2)由驱动电机(20)，手掌节(21)，中指节(23)，末指节(24)组成。