[发明专利]一种机器人五指欠驱动灵巧手

说明书

本发明公开了一种机器人五指欠驱动灵巧手，包括手掌机构和固定在手掌机构上的手指机构，手指机构包括拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构，手掌机构上还固定有用于驱动拇指机构的驱动电机，拇指机构、食指机构和小指机构设置有三个主动自由度和一个从动自由度，中指机构和无名指机构均设置有三个从动自由度。本发明集成度较高，便于手指模块化设计、省略了驱动关节的连杆传动装置，减小灵巧手的重量，可以使传动误差大大减少，并且没有连杆的急回特性，采用内置的微电机驱动，相比现有技术中的液压驱动，减小了灵巧手的体积，且采用基本相同的模块化设计思路，有利于简化加工装配流程。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体的说，是一种机器人五指欠驱动灵巧手。

背景技术

机器人作为解决全球劳动力短缺问题的重要途径在生产和生活中得到了广泛的应用。随着人类对海洋、宇宙等未知空间探索的深入，纷繁的应用标准和复杂的工作条件对机器人提出了更高的要求，单一功能的机器人再也难以适应不断变化的工作要求，由此仿人机器人应运而生。近年来，仿人机器人的发展逐步成为机器人行业的焦点，而灵巧手作为仿人机器人系统的重要执行部件，其工作性能很大程度上直接影响了仿人机器人系统在复杂环境下执行各项任务的灵巧程度。自20世纪80年代起，国内外众多机构和高校便展开了灵巧手的研制工作并取得了一定成果。灵巧手的拟人性主要由整体的外形尺寸；手指以及手掌的自由度配置；手指的数量以及拟人外形；手掌的拟人外形以及各手指的安装位置所决定。而在现有的灵巧手中，有传动的灵巧手拟人性较好，但传动复杂，增加了灵巧手的整手重量，而无传动的灵巧手，因为驱动器的外形限制，手指外形尺寸较大，拟人性也不强，并且目前对于人手生理结构的研究还不全面，因此针对灵巧手的手掌设计，手指安装位置等拟人性问题还有待进一步研究和优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人五指欠驱动灵巧手，用于解决现有技术中的具有传动的灵巧手重量较大以及无传动的灵巧手外形尺寸较大的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种机器人五指欠驱动灵巧手，包括手掌机构和固定在所述手掌机构上的手指机构，所述手指机构包括拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构，所述手掌机构上还固定有用于驱动所述拇指机构的驱动电机，所述拇指机构、食指机构和小指机构均设置有三个主动自由度和一个从动自由度，所述中指机构和无名指机构均设置有三个从动自由度。

工作原理：

手指机构中的拇指机构除了与食指机构、小指机构同样设置的三个主动自由度和从动自由度外，拇指机构与食指机构、小指机构的区别在于，拇指机构的靠近手掌机构的掌指关节的驱动电机固定在手掌机构上，用以增加拇指机构的灵活度，而食指机构和小指机构上用以驱动其掌指关节的驱动电机分别内置于食指机构和小指机构中。所述驱动电机采用微电机驱动主动关节，实现三个主动自由度，而在拇指机构、食指机构和小指机构的从动关节设置复位弹簧，实现从动自由度。这样的设计集成度较高，便于手指模块化设计、省略了驱动关节的连杆传动装置，减小灵巧手的重量，可以使传动误差大大减少，并且没有连杆的急回特性，采用内置的微电机驱动，相比现有技术中的液压驱动，减小了灵巧手的体积。

进一步地，所述拇指机构、食指机构和小指机构均包括第一远指关节、第一中指关节、第一近指关节、掌指关节和掌指关节驱动电机，所述掌指关节驱动电机与所述掌指关节的第一端转动连接，所述掌指关节的第二端与所述第一近指关节的第一端转动连接，所述第一近指关节的第二端与所述第一中指关节的第一端转动连接，所述第一中指关节的第二端与所述第一远指关节铰接，所述第一近指关节连接有近指关节驱动电机，所述第一中指关节连接中指关节驱动电机，所述手掌机构上还固定连接有掌指关节驱动电机固定架，所述拇指机构的掌指关节驱动电机固定在所述掌指关节驱动电机固定架上，所述近指关节驱动电机连接柔绳的第一端，所述柔绳的第二端与第一远指关节连接。

工作原理：