[发明专利]一种变刚度仿人机器人手爪

权利要求书

1.一种变刚度仿人机器人手爪，包括手指(100)和连接手指(100)的手掌(200)；

其特征在于：所述手指(100)包含有N指，N指中至少具有拇指(101)；其中N取3、4或5；

除拇指(101)外的N-1指结构相同；

除拇指(101)外的每个指由变刚度直线驱动装置(E)驱动作屈曲运动，变刚度直线驱动装置(E)安装在手掌(200)上，用于调节每个指刚度以适应抓握目标；

拇指(101)由安装在手掌(200)上的对掌驱动器(F)驱动而旋转，拇指(101)由拇指驱动器(D)驱动作屈曲和偏摆运动，拇指(101)和N-1指的相对运动实现抓握姿态变化；

每个所述变刚度直线驱动装置(E)包含第一直线驱动器(1)、第二直线驱动器、变刚度模块、触舌组件和支架(2)；

支架(2)安装在手掌(200)上，第一直线驱动器(1)布置在支架(2)的一侧，第一直线驱动器(1)驱动滑块(4)在支架(2)上移动；支架(2)上设置有触舌组件，触舌组件包括触舌(31)和弹簧(32)；弹簧(32)的两端抵靠在触舌(31)和支架(2)上，触舌(31)可由滑块(4)驱动移动；所述触舌(31)为U型板状结构，U型板插装在支架(2)上，弹簧(32)抵靠在U型板内底面上，U型板的上表面端部向外延伸有上沿(311)，变刚度模式下，滑块(4)顶靠在所述上沿(311)上；第二直线驱动器包括由第二电机(51)驱动的第二丝杆(52)，第二电机(51)固定在支架(2)的另一侧，变刚度模块包括模块座(61)、轴向止推转动件(62)、两个驱动螺母(63)和两个非线性弹簧(64)，第二丝杆(52)上套有可滑动的模块座(61)、轴向止推转动件(62)和两个非线性弹簧(64)，轴向止推转动件(62)、两个驱动螺母(63)和呈拮抗布置的两个非线性弹簧(64)布置于模块座(61)内，两个驱动螺母(63)旋向相同并旋拧于第二丝杆(52)上，轴向止推转动件(62)一侧贴靠在模块座(61)上，轴向止推转动件(62)邻近第二电机(51)设置，其中一个非线性弹簧(64)两端抵靠在轴向止推转动件(62)与其中一个驱动螺母(63)之间，另一个非线性弹簧(64)两端抵靠在另一个驱动螺母(63)与模块座(61)之间，近节指骨(102)与支架(2)转动连接，模块座(61)与指骨副传动架(302)转动连接；正常驱动模式下，所述两个驱动螺母(63)与触舌(31)相干涉而被触舌(31)限制转动，变刚度模式下，其中一个驱动螺母(63)与第二丝杆(52)同步转动，而另一个驱动螺母(63)与触舌(31)相干涉，滑块(4)与驱动螺母(63)的移动方向平行；

所述拇指驱动器(D)包括拇指连接座(D0)、拇指机架(D1)、主驱动减速电机(D2)、主丝杠(D3)、主螺母(D4)、拇指骨主传动架(D5)、两个副驱动减速电机(D6)、两个副丝杠(D7)、两个副螺母(D8)和两个拇指骨副传动杆(D9)；所述对掌驱动器(F)为对掌减速电机，拇指连接座(D0)固装在手掌(200)上，拇指连接座(D0)上安装有对掌减速电机，拇指机架(D1)一侧安装在对掌减速电机的输出轴上，拇指(101)包含拇指近节指骨(1011)和拇指中节指骨(1012)；主驱动减速电机(D2)和两个副驱动减速电机(D6)分别安装在拇指机架(D1)的外侧和内侧，主驱动减速电机(D2)的输出端连接有主丝杠(D3)，主螺母(D4)旋拧于主丝杠(D3)上，主螺母(D4)与拇指骨主传动架(D5)通过球面副连接，两个副驱动减速电机(D6)并列布置且各自输出端连接有副丝杠(D7)，副螺母(D8)旋拧于副丝杠(D7)上；拇指近节指骨(1011)的一端分别与拇指机架(D1)和拇指骨主传动架(D5)通过虎克铰连接，拇指远节指骨(1012)与副螺母(D8)之间设置有与二者通过球面副连接的拇指骨副传动杆(D9)，拇指近节指骨(1011)的另一端和拇指远节指骨(1012)的一端转动连接。