[发明专利]一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手

说明书

本发明涉及一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，包括手掌组件、以及设置在手掌组件上的拇指组件、食指组件、中指组件，无名指组件、小指组件，本发明结构简单、设计合理、抓握灵巧，通过拇指的旋转电机，可实现机械手以多种方式抓握物体；本发明通过两种不同的驱动模式解决了机械手抓握物体慢，且抓握力较小的问题，本发明能够快速抓握物体、且产生的抓握力大；本发明通过采用四杆机构，在不影响实现机器手基本日常生活功能的条件下减少了手指驱动电机的数量，同时也减小了机器手的复杂程度，这不仅在很大程度上减少了机器手的制造成本，同时也相应的减轻了机器手重量，因此，在制造成本以及机器手的质量大小方面本发明具有突出的优势。

技术领域

本发明涉及一种机器人技术领域，尤其是一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，机器人也得到了快速发展，并广泛运用于各个领域，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。

当前，国内包括北航、清华、哈工大和中科院自动化研究所等单位有一些灵巧机械手的技术研究。但是，其体积较大、重量较高、非五指全驱动，灵巧性不足。国外，包括shadowhand等在内的机械手虽然具有较高的灵巧性，但是结构复杂，生产成本较高，而且驱动装置的能量密度要远低于人手，其在动作的灵活性上，或是在抓取力的大小上与人手都有很大的差距，并且制造成本高昂，这些都为仿生机器手的实际应用增加了阻碍。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种灵活性较高的主动双模式绳驱动五指灵巧机械手。

本发明的技术方案为：一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，包括手掌组件、以及设置在手掌组件上的拇指组件、食指组件、中指组件，无名指组件、小指组件，其中，所述的食指组件、中指组件、无名指组件、小指组件具有速度模式和力模式两种驱动模式。

进一步的，所述的手掌组件为一安装板，该安装板用于安装拇指组件、食指组件、中指组件，无名指组件、小指组件。

进一步的，所述的拇指组件包括第一拇指关节、第二拇指关节、拇指驱动电机、拇指旋转电机、拇指连架杆、涡轮a、涡轮b、涡轮连杆，所述第一拇指关节的端部通过拇指连接轴与第二拇指关节的端部活动连接，所述第二拇指关节的另一端部外侧设置有拇指连接板a和拇指连接板b，所述的涡轮连杆通过涡轮轴设置在拇指连接板a和拇指连接板b上，并且所述涡轮连杆之间的涡轮轴上还设置有涡轮a，所述的涡轮a与蜗杆a齿合，所述的蜗杆a通过加速器a与设置在第二拇指关节下端的驱动电机传动连接，所述第一拇指关节与涡轮连杆之间还设置有拇指连架杆，通过拇指驱动电机驱动蜗杆a旋转，从而驱动涡轮a旋转，进而带动第一拇指关节和第二拇指关节向手掌组件方向转动；所述涡轮b通过主转轴设置在涡轮连杆下端，所述的涡轮b与蜗杆b齿合，所述的蜗杆b通过减速器b与设置在安装板下端的拇指旋转电机传动连接，通过拇指旋转电机驱动蜗杆b旋转，从而通过蜗杆b带动涡轮连杆左右转动，从而带动第一拇指关节和第二拇指关节左右转动。

进一步的，所述的食指组件包括第一食指关节、第二食指关节、第三食指关节、第一食指电机、第二食指电机、食指齿轮、第一食指绕线轮、第二食指绕线轮、食指连架杆、食指驱动绳，所述的第一食指关节与第二食指关节铰接在一起，所述的第二食指关节与第三食指关节铰接在一起，所述的第一食指关节和第三食指关节之间还设置有食指连架杆，

所述的第三食指关节上设置有第一食指电机，并且所述的第一食指电机通过减速器c与食指齿轮轴传动连接，所述的食指齿轮轴上设置有食指齿轮，所述的食指齿轮与第二食指绕线轮齿合，所述的第二食指绕线轮设置在食指绕线轮轴上，并且所述的第二食指绕线轮外套设有第二食指轴瓦，所述的第二食指轴瓦与第三食指关节的座孔过盈连接；