[发明专利]机器人仿生手指

说明书

本发明涉及一种机器人仿生手指,包括手掌组件，手掌组件连接有四根普通手指组件和一根拇指组件，所述拇指组件包括拇指末关节、拇指中关节和拇指根关节，三个拇指关节依次连接，三个拇指关节内均设置有独立的摆动机构驱动，三组摆动机构可驱动三个拇指关节分别向掌心纵轴方向弯曲摆动；拇指根关节连接第二转动机构，第二转动机构可驱动整根拇指组件沿掌心横轴方向转动，第二转动机构连接第一转动机构，第一转动机构可驱动整根拇指组件沿掌心纵轴方向转动。本发明的机器人仿生手指灵巧性高，拇指组件具有5个自由度，独立控制，可配合其它手指组件实现虎口开合、各手指的灵活捏合、握拳、立掌、抓取等动作。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及机器人仿生手指。

背景技术

近年来，机器人技术不论在工业还是在民用领域的应用都有飞速的发展。机械手是机器人工作的最终执行机构，其性能直接决定了机器人的工作能力。与人类相似，具有高度通用性与灵巧性的机械手的开发十分必要。

现有的机器人手指，大多采用索控式控制各关节的活动，各手指的自由度受限较大，如清华大学申请的中国专利(公开号：CN104942818A)，公开了一种7自由度五指机械手，其大拇指由两个指节构成，拥有一个弯曲自由度和一个摆动自由度，各个手指的自由度实现主要通过电机拉动钢丝绳传动完成。拇指自由度设置过少、拇指及其他手指的索控式控制方式使得该机械手仅能完成极少量的简单动作，各手的指关节只能同时转动，无法多角度单关节控制仿生动作，很多拟人的仿生动作无法实现。

发明内容

本申请提供一种机器人仿生手指，解决现有技术中仿生手索控式控制方式使得各手指牵连运动、各手指尤其是拇指的自由度少，不能多角度独立旋转相互配合，仅能完成极少量的简单动作，大多仿生动作无法完成的技术问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

机器人仿生手指,包括手掌组件、普通手指组件和拇指组件，所述普通手指组件和拇指组件与手掌组件连接，其特征在于，所述拇指组件包括拇指末关节、拇指中关节和拇指根关节，拇指末关节、拇指中关节和拇指根关节依次连接，每个所述拇指关节内均设置有独立的摆动机构，每组摆动机构能够驱动对应的拇指关节向掌心纵轴方向弯曲摆动；所述拇指根关节连接第二转动机构，所述第二转动机构可驱动整根拇指组件沿掌心横轴方向转动，所述第二转动机构连接第一转动机构，所述第一转动机构可驱动整根拇指组件沿掌心纵轴方向转动。

进一步的，所述第二转动机构包括轴承支撑架、旋转支架和第二舵机，所述旋转支架与拇指根关节连接，所述第二舵机的输出轴通过轴承支撑架与旋转支架啮合，所述旋转支架能够带动整根拇指组件沿掌心横轴方向转动。

进一步的，所述第一转动机构包括轴承支撑座和第一舵机，所述第一舵机的输出轴上设置小齿轮；所述轴承支撑座内穿连接转轴，所述连接转轴的一端设置大齿轮，另一端与第二舵机外壁固定连接，所述连接转轴与第二舵机的输出轴垂直，所述小齿轮与大齿轮啮合。

进一步的，所述普通手指组件包括小指组件、无名指组件、中指组件和食指组件，所述手掌组件包括掌心、手掌舵机支架和掌背，所述掌心和掌背之间形成连接空腔，所述连接空腔内设置掌心机构，所述掌心机构驱动小指组件、无名指组件、中指组件和食指组件做旋转及伸缩运动，所述拇指组件固定设置在手掌舵机支架上，所述手掌舵机支架设置在连接空腔内。

进一步的，所述每根普通手指组件均包括三个指关节，所述每个指关节均设置有三个向掌心横轴方向弯曲的自由度，在每根普通手指组件的指根处均设置有一个沿掌心纵轴方向摆动开合的自由度。

进一步的，还包括第三舵机、第四舵机和第五舵机，所述拇指末关节与第五舵机连接，所述第五舵机可驱动拇指末关节向掌心纵轴方向摆动0-90度；所述拇指中关节与第四舵机连接，所述第四舵机可驱动拇指中关节向掌心纵轴方向摆动0-90度；所述拇指根关节与第三舵机连接，所述第三舵机可驱动拇指根关节向掌心纵轴方向摆动0-90度。