[发明专利]机械手指及机械手

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种机械手指及机械手。

背景技术

随着科学技术不断发展，机械化、自动化的概念不断深入人们的生产、生活，机械手作为一种常见设备，已经在工厂流水线上完成了大量重复工作。

仿生机械手作为人类对自身双手的仿制品，拥有在众多不同结构的机械手中极高的灵活性。不过，由于生物进化的奇妙结果，仿生机械手还远远达不到“心灵手巧”的地步，众多的关节、关节动力小型化、关节协调等问题都限制了机械的手灵活性。

在机械手的发展中，有的使用先进的小型电机，虽然解决了关节灵巧的问题，但却提高了成本；有的通过控制机械手的动作而减少关节，又会造成灵活性下降；有的使用欠驱动技术，分离了关节电机，减少了复杂度，但却失去了主动抓取能力和部分灵活性。

事实上，人手的构造决定了人手的灵巧。如图1a及图1b所示，一根细长的手指包括；第一指节11，第二指节12、第三指节13、第一关节14、第二关节15、第三关节16，可见，细长的手指和大量的关节使人手具有无与伦比的灵活性，而也正是因为手指细长的结构，使得在手指部位放置关节动力变得很困难；同时，大量关节协同运动的控制系统也很难达到人脑无意中控制的效果。如果采用先进的技术当然能达到更好的效果，但是也会使机械手成本大大上升。因此，目前低成本的仿生机械手，由于种种原因，还很难达到人手的灵活。

然而，活动手指可以发现，在人曲伸手指时，第一关节14和第二关节15常常是同时曲同时伸的，而第三关节16和第一关节14、第二关节15的活动相对独立；此外，人手在活动时，要保持灵活的是手指，而手掌相对“笨”一些，因此，如何能基于手的该些特征来构建低成本的仿生机械手，已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种结构简单且成本低廉的机械手指及机械手。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机械手指，其至少包括：

第一指节、固接所述第一指节的第二指节、及第三指节，所述第二指节基于连接第三指节的第一连动部件来实现自身的曲伸、所述第三指节基于连接手掌的第二连动部件来实现自身的上抬下压、并基于自身包含的第三连动部件及连接手掌的第四连动部件来实现自身与第二指节的曲伸，其中，分别与第一连动部件、第二连动部件、第三连动部件及第四连动部件连接的电机设置在手掌。

优选地，所述第一连动部件包括：设置在第一部件的皮带轮、设置在第二部件的第一皮带轮以及连接两皮带轮的8字形皮带，其中，第一部件的一部分属于第一指节、一部分属于第二指节，第二部件属于第三指节。

优选地，第二连动部件包括：设置在第二部件的第二皮带轮、设置在第三部件的第一皮带轮以及连接两皮带轮的皮带，其中，第二部件属于第三指节，第三部件的一部分属于第三指节、一部分属于手掌。

优选地，第三连动部件包括：设置在第三部件的第二皮带轮、设置在第四部件的皮带轮以及连接两皮带轮的皮带，其中，第三部件的一部分属于第三指节、一部分属于手掌，第四部件一部分属于第二指节、一部分属于第三指节。

优选地，第四连动部件包括：设置在第三部件的两第三皮带轮、以及连接两第三皮带轮的皮带，其中，第三部件的一部分属于第三指节、一部分属于手掌。

优选地，所述第三连动部件及第四连动部件共用双连皮带轮。

优选地，电机设置在手掌的背面。

本发明还提供一种机械手，其至少包括：

4个前述的机械手指、一个机械拇指、以及与4个机械手指及一个机械拇指连接的手掌，其中，所述手掌设置有多个分别连接各机械手指的连动部件的电机。

优选地，所述机械拇指基于第五连动部件、及连接手掌的第六连动部件与第七连动部件来实现自身的下压上抬。

优选地，所述第五连动部件包括：设置在第五部件的皮带轮、设置在第六部件的皮带轮及连接两皮带轮的皮带；第六连动部件包括：设置在第六部件的两皮带轮及连接该两皮带轮的皮带；第七连动部件包括：设置在第六部件的皮带轮、设置在第七部件的皮带轮及连接两皮带轮的皮带；其中，第五部件的一部分属于第一指节、一部分属于第二指节；第六部件一部分属于第二指节、一部分属于手掌；第七部件属于第二指节。

如上所述，本发明的机械手指及机械手，具有以下有益效果：结构简单，手指部分不包含动力电机，材料要求低，手指灵活，成本低廉。

附图说明

图1a显示为人手的俯视图。

图1b显示为人手的侧视图。