[发明专利]一种多自由度欠驱动机械手

权利要求书

1.一种多自由度欠驱动机械手，包括手掌（37）、拇指（44）、食指（45）、中指（46）、无名指（47）、小指（48）、导绳轮 (2，3，4，5，7，9，10，11，12，14，30，31，32，34，36)、驱动腱（1,6,8,11,29），其特征在于：所述食指（45）、中指（46）、无名指（47）、小指（48）通过轴（16）与手掌（37）铰接，可绕轴（16）转动；

每个手指由3个指节构成，拇指（44）包括近拇指节（39）、中拇指节（40）、远拇指节（41），食指（45）包括近食指节（15）、中食指节（18）、远食指节（21），中指（46）包括近中指节（19）、中中指节（20）、远中指节（22），无名指（47）包括近无名指节（26）、中无名指节（25）、远无名指节（23），小指（48）包括近小指节（28）、中小指节（27）、远小指节（24），每个手指的各个指节之间通过一细长簧片连接，簧片通过螺钉固定；

腱A（1）与电机输出轴相连，并穿过第1、第15导绳轮（2,36）与第2导绳轮（3）固接，腱C（8）一端与第2导绳轮（3）固接，另一端绕过第7导绳轮（10）并穿过大拇指各指节与远拇指节（41）固接，腱B（6）一端套在第2导绳轮（3）上，被分成两段，一段绕过第4、6、5导绳轮（5,9,7）与第8导绳轮（11）固接，另一段绕过第3、14导绳轮（4,34）与第13导绳轮（32）固接，腱D、E（11，29） 套在第7、13导绳轮（11,32）上经第9、10、11、12导绳轮（12,14,30,31）穿过各指节并与远指节固接，大拇指基座与手掌立柱（38）固接。

2.根据权利要求1所述的多自由度欠驱动机械手，其特征在于：所述手掌内部各导绳轮的布局是基于驱动拇指的力要比较大，在不计较摩擦的情况下，腱C（8）上的力等于电机驱动力，腱B（6）上的力为驱动力的一半，腱D、E（11,29）上的力为腱B（6）上的一半。

3.根据权利要求1所述的多自由度欠驱动机械手，其特征在于：所述第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15导绳轮 (2，3，4，5，7，9，10，11，12，14，30，31，32，34，36)中间外部开有小槽，能够使腱更好地与导绳轮连接。

4.根据权利要求1所述的多自由度欠驱动机械手，其特征在于：所述手掌（37）形状为一个无盖中空的盒子，手掌底部开有滑槽（13，33,36）以便第8、13、2导绳轮（11,32,3），滑槽行程在20-35mm之间，与人手指节长度相仿，在其间滑动改变行程从而带动各个指节运动。

5.根据权利要求1所述的多自由度欠驱动机械手，其特征在于：所述腱D、E（11、29）不通过各关节的旋转中心，腱D、E（11、29）的张力对各关节产生力矩，驱动各指节向安装有腱D、E（11、29）的一侧弯曲。

6.根据权利要求1所述的多自由度欠驱动机械手，其特征在于：所述簧片（43,44）为一细长薄片， 所述腱A、B、C、D、E（1，6，8，17，29）为钢丝或绳索。

7.据权利要求1所述的多自由度欠驱动机械手，其特征在于：各个簧片是在每个指节上放置一个垫块，然后通过螺钉将垫块固定至簧片上，垫块能够紧固簧片、增加强度。

8.据权利要求1所述的多自由度欠驱动机械手，其特征在于：除第8、13、2导绳轮（11,32,3）能够在各自滑槽内移动，导绳轮通过铆钉与手掌固接，各腱在手掌外部依次穿过近指节、中指节和远指节的端部小孔并最终与远指节固接。

9.根据权利要求1所述的多自由度欠驱动机械手，其特征在于：所述各个指节（15,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,39,40,41）和手掌（37）均为铝合金或注塑成品。