[发明专利]指状机构、机械手和机械手控制方法

权利要求书

1.一种指状机构，包括：

第一骨构件和第二骨构件；

第一转动芯，第一转动芯沿着第一骨构件和第二骨构件的长度方向在端部可转动地联接所述第一骨构件和第二骨构件；

伸肌腱，伸肌腱设置在第二骨构件相对于第一骨构件伸展的一侧，并且沿着第一骨构件和第二骨构件的长度方向伸展；

第一伸肌腱引导件，第一伸肌腱引导件设置于第一骨构件和第二骨构件，并且引导伸肌腱使得伸肌腱与第一转动芯的表面的一部分接触；

伸肌，伸肌连接至伸肌腱，并且伸展和屈曲伸肌腱；

屈肌腱，屈肌腱设置在第一骨构件相对于第二骨构件屈曲的一侧，并且沿着第一骨构件和第二骨构件的长度方向伸展；

第一屈肌腱引导件，第一屈肌腱引导件设置于第一骨构件和第二骨构件，并且引导屈肌腱使得屈肌腱与第一转动芯的表面的另一部分接触；

屈肌，屈肌连接至屈肌腱，并且伸展和屈曲屈肌腱。

2.根据权利要求1所述的指状机构，进一步包括：

第三骨构件；

第二转动芯，第二转动芯在第二骨构件的、与第一骨构件联接的端部相对的一侧的端部处可转动地联接第三骨构件的端部；

第二伸肌腱引导件，第二伸肌腱引导件设置于第二骨构件和第三骨构件，并且引导伸肌腱使得伸肌腱与第二转动芯的表面的一部分接触；以及

第二屈肌腱引导件，第二屈肌腱引导件设置于第二骨构件和第三骨构件，并且引导屈肌腱使得屈肌腱与第二转动芯的表面的另一部分接触。

3.根据权利要求2所述的指状机构，进一步包括：

第四骨构件；

第三转动芯，第三转动芯在第三骨构件的、与第二骨构件联接的端部相对的一侧的端部处可转动地联接第四骨构件的端部；

第三伸肌腱引导件，第三伸肌腱引导件设置于第三骨构件和第四骨构件中的至少一个，并且引导伸肌腱使得伸肌腱与第三转动芯的表面的一部分接触；以及

第三屈肌腱引导件，第三屈肌腱引导件设置于第三骨构件和第四骨构件中的至少一个，并且引导屈肌腱使得屈肌腱与第三转动芯的表面的另一部分接触。

4.根据权利要求3所述的指状机构，其中：

第一骨构件、第二骨构件、第三骨构件和第四骨构件分别是掌骨、近节指骨、中节指骨和远节指骨。

5.根据权利要求1所述的指状机构，其中：

伸肌腱和屈肌腱是分别通过伸肌和屈肌的牵引力而伸展的弹性体，

当伸肌腱和屈肌腱的横截面积是A，杨氏模量是E，且应变是ε时，在伸肌腱和屈肌腱中产生的内部张力F由F＝A×E×ε给出，并且当伸肌腱和屈肌腱的自由长度和伸展量分别是L0和ΔL时，应变ε由ε＝ΔL/L0表示。

6.根据权利要求3所述的指状机构，其中：

伸肌腱和屈肌腱是分别通过伸肌和屈肌的牵引力而伸展的弹性体，

当伸肌腱和屈肌腱的横截面积是A，杨氏模量是E，伸肌腱的自由长度是Le0，伸肌腱通过第一转动芯、第二转动芯和第三转动芯的伸展量分别是Le_(MP),Le_(PIP)和Le_(DIP)，屈肌腱的自由长度是Lf0，屈肌腱通过第一转动芯、第二转动芯和第三转动芯的伸展量分别是Lf_(MP),Lf_(PIP)和Lf_(DIP)时，

伸肌腱的牵引力Fe和屈肌腱的牵引力Ff是：

Fe＝A×E×(Lf_(MP)+Lf_(PIP)+Lf_(DIP)/Lf0,和

Ff＝A×E×(Le_(MP)+Le_(PIP)+Le_(DIP)/Le0。