[发明专利]仿人机械手骨架

说明书

技术领域

本发明涉及机械装置技术领域，尤其涉及仿人机械手骨架。

背景技术

目前大多数仿生机械手采用集成于假手之中的微型电机来驱动，通过连杆，齿轮，腱绳等机械结构来实现各手指的运动,例如利用连杆驱动的Southampton Remedi-Hand、利用3D打印的Flexy-hand 假手，以及三只碳纤维TRhand。

大多数机械手使用高度集成的电机来驱动，其大多以刚性结构或柔性绳索远距离传动为主。然而它们在引入机械结构简化人手的同时，丢失了许多显著的生物力学特征，从而造成了其抓握动作不协调、手指运动轨迹与人手差距较大、外形上与自然手相差较大、自由度单一，自适应差的问题。

发明内容

本发明提供了仿人机械手骨架，更加贴近自然手，动作自然。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

仿人机械手骨架，包括：指节组件、掌差动铰链(3)、舵机(7)，指节组件上开设线槽(1)，牵动线一端固定于指节组件的末端，穿过线槽(1)贯穿指节组件连接舵机(7)，指节组件包括拇指、食指、中指、无名指、小拇指。拇指、食指、中指安装的第一安装座(9) 上，无名指和小拇指安装在第二安装座(4)上，第一安装座(9)和第二安装座(4)通过掌差动铰链(3)铰接。数据手套采集用户手势，将所述数据手套的动作信息传输至舵机(7)，舵机(7)根据所述动作信息收紧或者释放牵引线，从而控制所述指节组件动作。舵机(7) 拉动牵动线，不仅拉动指节组件的指骨做握紧动作,指节组件的掌骨也会产生向中心靠拢的动作，从而实现仿人机械手的握紧动作，舵机 (7)释放牵动线，指节组件恢复伸展的初始状态。

进一步的，指节组件包括拇指、食指、中指、无名指、小拇指，拇指包括两个指骨和一个掌骨，食指、中指、无名指、小拇指均包括三个指骨和一个掌骨，各个关节处使用铰链连接，完全模仿了人手的骨骼结构。

进一步的，拇指的指骨和掌骨连接关节处，设置固定点，牵动线一端固定于固定点，贯穿线槽(1)连接舵机(7)，拇指的初始状态在水平方向上张开，拉伸连接固定点的牵动线，拇指在水平方向上向靠近食指的方向位移，实现拇指的平动。

进一步的，指节组件中的每个手指均由一条牵动线贯穿，每条牵动线连接一个舵机(7)，分别控制每个手指的屈伸。

进一步的，指节组件上安装了类腱元装置(8)。

进一步的，类腱元装置(8)安装在指节组件的手指内侧面。

进一步的，类腱元装置(8)在与手指组件的关节处对应的地方设置圆形通孔，关节卡在圆形通孔中,因此能够防止类腱元装置(8) 在拉伸时挤压出褶皱，并使类腱元装置(8)产生的弹性力矩高效的作用在指节组件上。

进一步的，动作信息包括：关节点参数、运动姿态参数、运动速度。

进一步的，指节组件的指尖处安装压力传感器，检测仿人机械手骨架的握力大小，从而通过舵机对握力大小进行调节。

本发明的有益效果是：本发明采用铰链和牵引线结合的方式连接和牵引机械手的各个骨节，使得机械手的动作更加自然；机械手的手指内侧附加了类腱元装置，具有弹性，模仿了手的肌腱元，使得手部动作更加的流畅，并且在抓握动作中具有更好的自适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为舵机的结构示意图；

图3为类腱元装置的结构示意图；

图4为类腱元装置的工作示意图；

图5为类腱元装置安装在手指组件上的结构示意图。

其中，1-线槽、2-集成线槽、3-掌差动铰接、4-第二安装座、5- 手掌支架、6-舵机支架、7-舵机、8-类腱元装置、9-第一安装座、71- 通孔、72-线槽、73-空槽。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例提供了仿人机械手骨架，如图1所示。