[发明专利]一种基于螺母丝杠和肌腱传动的触觉感知仿人手

权利要求书

1.一种基于螺母丝杠和肌腱传动的触觉感知仿人手，其特征在于：包括拇指(1)、食指(2)、中指(3)、无名指(4)、小指(5)、手掌板(6)、手掌触觉传感器(8)、手腕(9)、手腕支架(10)、分线盘(11)、丝杠上板(12)、螺母丝杠机构组(13)、丝杠下板(14)、基座(16)、旋转电机组(17)、联轴器(18)、张紧器组(19)、手腕销轴(20)和手腕滚筒(21)；其中，基座(16)水平放置；旋转电机组(17)固定安装在基座(16)的上表面，且旋转电机组(17)的输出轴竖直向上放置；丝杠下板(14)水平设置在旋转电机组(17)的顶部；丝杠上板(12)水平设置在丝杠下板(14)的上方；螺母丝杠机构组(13)同轴设置在旋转电机组(17)的输出轴的上方；且螺母丝杠机构组(13)轴向向上依次穿过丝杠上板(12)和丝杠下板(14)；联轴器(18)设置在旋转电机组(17)输出轴和螺母丝杠机构组(13)之间，实现旋转电机组(17)输出轴和螺母丝杠机构组(13)对接；分线盘(11)固定设置在螺母丝杠机构组(13)的顶端；张紧器组(19)环绕设置在分线盘(11)与螺母丝杠机构组(13)之间；手腕支架(10)固定设置在分线盘(11)的顶端；手腕(9)设置在手腕支架(10)的顶端；手腕销轴(20)设置在手腕(9)和手腕支架(10)的连接处；实现手腕(9)以手腕销轴(20)为转轴，相对于手腕支架(10)绕y轴旋转；手掌板(6)设置在手腕(9)的顶部；手腕滚筒(21)设置在手掌板(6)与手腕(9)的连接处，实现手掌板(6)以 手腕滚筒(21)为转轴，相对于手腕(9)绕x轴旋转；拇指(1)、食指(2)、中指(3)、无名指(4)和小指(5)依次设置在手掌板(6)的顶端；手掌板(6)的中部设置有手掌触觉传感器(8)；

所述拇指(1)包括3个关节轴，有3个自由度；所述食指(2)、中指(3)和小指(5)为与无名指(4)相同的结构；食指(2)、中指(3)、无名指(4)和小指(5)分别包括4个关节轴，即食指(2)、中指(3)、无名指(4)和小指(5)分别有 4个自由度；手腕(9)在手腕销轴(20)和手腕滚筒(21)的带动下，实现2个方向的旋转运动，具有2个自由度；所述触觉感知仿人手共有21个自由度；

所述触觉感知仿人手还包括19个肌腱；所述螺母丝杠机构组(13)包括19个螺母丝杠机构；所述旋转电机组(17)包括19个旋转电机；所述张紧器组(19)包括19个张紧器；每个肌腱分别对应1个手指关节轴、1个肌腱隔离槽(1101)、1个张紧器、1个螺母丝杠机构和1个旋转电机；每个肌腱的一端与对应手指关节轴连接，另一端依次经过对应的肌腱隔离槽(1101)、张紧器，与对应的螺母丝杠机构连接；

当触觉感知仿人手抓取外部物体时，各指尖触觉传感器和手掌触觉传感器(8)实时测量瞬态接触力大小，反馈压力信号，根据压力信号实时改变各对应旋转电机的输出力和输出力矩；

所述丝杠(1503)轴向两端外壁均设置有螺纹；且轴向两端的螺纹旋向相反。

2.根据权利要求1所述的一种基于螺母丝杠和肌腱传动的触觉感知仿人手，其特征在于：所述的拇指(1)包括拇指指尖(101)、拇指第一指节(102)、拇指第一关节轴(103)、拇指第二指节(104)、拇指第二关节轴(105)、拇指基关节(107)、拇指第三关节轴(108)和拇指指尖触觉传感器(111)；其中，拇指基关节(107)与手掌板(6)连接；拇指第三关节轴(108)设置在拇指基关节(107)与手掌板(6)的连接处，实现拇指基关节(107)相对于手掌板(6)绕y轴旋转；拇指第二指节(104)设置在拇指基关节(107)的顶端；拇指第二关节轴(105)设置在拇指第二指节(104)与拇指基关节(107)的连接处；实现拇指第二指节(104)相对于拇指基关节(107)绕x轴旋转；拇指第一指节(102)设置在拇指第二指节(104)的顶端；拇指第一关节轴(103)设置在拇指第一指节(102)与拇指第二指节(104)的连接处；实现拇指第一指节(102)相对于拇指第二指节(104)绕x轴旋转；拇指指尖(101)与拇指第一指节(102)固定连接；拇指指尖触觉传感器(111)固定安装在拇指指尖(101)上。