[发明专利]五自由度的假手机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种假手机构。

背景技术

人手是人类赖以生存和劳动的最复杂、最精细的工具，手的缺失不仅使人 丧失手的重要功能而且遭受心理伤害。由于交通事故、工伤和疾病等原因，残 疾人的数量显著增加，这是全球范围内一个严重的社会问题。

理想的假手应在形状和功能上与真手一样，它不仅能替代人手的感觉和运 动功能，而且还要像人手一样的外形。但目前的技术还远远达不到这个理想的 要求。人体上肢机构模型有二十七个自由度，其中手指部分有二十个自由度， 但目前科学水平还不能做到具有二十个自由度的电子假手。目前临床使用的很 成熟的假手，大都只有单一的自由度、由一个电机驱动，仅能实现拇指和其余 手指的闭合/张开运动，不能实现各个手指的单独运动。单一的自由度，保证 了假手手指机构结构简单、使用可靠，但不能够实现对不同形状物体的自适应 抓取能力，也不利于恢复使用者(残疾人)的自信心，因此限制了假手的应用 范围。

公开号为CN101474794A、公开日为2009年7月8日的发明专利申请公 开了一种“仿生机器人欠驱动灵巧手装置”，该灵巧手装置虽然能通过调节不 同的手指初始构型，可以更好地提高抓取稳定性，四指模仿人手耦合第二中部 指段和第三中部指段的运动，使机器人手更接近于人手。但是由于上述所述的 灵巧手装置除拇指外的其余四指均各分别由两个电机和三个传动机构驱动实 现各单一手指的一个自由度的运动，因此存在结构复杂、传动的可靠性难以保 证、手指灵活性差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种五自由度的假手机构，以解决现有的仿生机器人 欠驱动灵巧手装置存在结构复杂、传动的可靠性难以保证、手指灵活性差的问 题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的五自由度的假手 机构由手掌6、五个驱动器、五个减速器、五个传动机构、五个电位计、五个 基座、手掌电路板和手腕组成；所述五个驱动器分别是拇指驱动器、食指驱动 器、中指驱动器、无名指驱动器和小指驱动器，所述五个减速器分别是拇指减 速器、食指减速器、中指减速器、无名指减速器和小指减速器，所述五个传动 机构分别是拇指传动机构、食指传动机构、中指传动机构、无名指传动机构和 小指传动机构，所述五个电位计分别是拇指电位计、食指电位计、中指电位计、 无名指电位计和小指电位计，所述五个基座分别是拇指基座、食指基座、中指 基座、无名指基座和小指基座；由所述拇指驱动器、拇指减速器、拇指传动机 构、拇指电位计和拇指基座构成拇指机构；由所述食指驱动器、食指减速器、 食指传动机构、食指电位计和食指基座构成食指机构；由所述中指驱动器、中 指减速器、中指传动机构、中指电位计和中指基座构成中指机构；由所述无名 指驱动器、无名指减速器、无名指传动机构、无名指电位计和无名指基座构成 无名指机构；由所述小指驱动器、小指减速器、小指传动机构、小指电位计和 小指基座构成小指机构；所述手掌设有空腔，五个驱动器、五个减速器和手掌 电路板均集成在手掌的空腔内且与手掌连接，且手掌电路板置于手掌的背部， 拇指驱动器和拇指减速器沿手掌的宽度方向设置，五个驱动器中除拇指驱动器 外的其余四个驱动器以及五个减速器中除拇指减速器外的其余四个减速器均 沿手掌的长度方向设置，手腕与手掌相对转动连接；

所述拇指减速器为谐波减速器，拇指驱动器为直流电机，拇指传动机构由 拇指小伞齿轮、连接轴、拇指大伞齿轮、第一销钉、拇指连接套、拇指大伞齿 轮轴和拇指钢丝轮组成；拇指减速器的柔轮与拇指小伞齿轮之间通过连接轴传 动连接，拇指小伞齿轮与拇指大伞齿轮啮合，拇指大伞齿轮的内孔中装有拇指 连接套，拇指连接套套装在拇指大伞齿轮轴上，拇指大伞齿轮轴支撑于拇指基 座上，拇指钢丝轮套装在拇指连接套上，拇指大伞齿轮、拇指钢丝轮和拇指连 接套三者通过第一销钉固接，拇指连接套与检测拇指钢丝轮转动位置的拇指电 位计的转动部件连接，拇指电位计的固定部件与拇指基座连接；