[发明专利]一种腱传动仿人灵巧手的手指关节

说明书

本发明为了克服现有技术中仿人灵巧手结构复杂，在手指关节上需要大量空间的技术问题，提供一种腱传动仿人灵巧手的手指关节，包括摆动关节和弯折关节组，弯折关节组包括若干根铰接相连的弯折关节，摆动关节的一端与所述仿人灵巧手的手掌相连，摆动关节的另一端与弯折关节相连，相邻两个弯折关节的连接处设有轮滑，弯折关节上设有第一槽孔，限位绳结位于第一槽孔远离摆动关节的一侧，弯折关节上设有第二槽孔，弯折腱绳沿位于弯折关节靠近摆动关节一端的轮滑周向绕设后，经第二槽孔穿出，所述手指关节内设有回复腱绳，摆动关节内设有摆动腱绳，摆动关节上设有第三槽孔，弯折腱绳、回复腱绳和摆动腱绳沿第三槽孔穿出后与所述手掌相连。

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，特别是涉及一种腱传动仿人灵巧手的手指关节。

背景技术

随着机器人智能化水平和操作能力的不断提升，仿人灵巧手以其类人手的特性，在航天航空、紧密机械、军事、工业和医疗器械等领域都有着广泛的应用前景，这就要求灵巧手具备较多的自由度和较为准确的抓取操作能力。因此，仿人灵巧手的研究重点在于结构上尽量模拟人手的基础上让结构合理简化，并具有一定的灵活性。

目前的灵巧手为了达到一定的灵活性和抓取准确性等要求，设计出来的灵巧手就会占大量的手指内部空间，所以，灵巧手的尺寸都会比人手大出1.5~2倍。在当下以人手尺寸进行设计操作的大环境下，一款结构简单、与人手尺寸大小相似并且能够实现灵巧操作的灵巧手更加符合目前的需求。

目前使用腱绳进行驱动的灵巧手很多，如CN107225588、CN103231385A、CN108312174A、CN106903710A等专利均采用绳类驱动，但其存在结构和布线较为复杂的问题，这样后期维护的成本高、不利于普及，其中还有一些采用以较多绳的数量达到手指旋转效果，稳定性较差，所占手指空间大。部分专利采用内置的机电系统来实现灵巧手的关节弯曲，如CN109927061A、CN106335074A等专利，但是电机的布置会占用大量手掌空间，会使被驱动对象受到限制，降低手的负载自重比。 CN106346500A、CN110076812A、CN106826885A等专利中的手指关节具有有一定的自适应性，但它们的一根手指使用多个弹性材料回复，而弹性材料易受疲劳损伤，易变形，其耐用性较差。目前大多数灵巧手的尺寸都会比人手大，但也有尺寸与成年人相当、有较好适应性和柔顺性的灵巧手，如CN107932536A、CN106346500A、CN209954679U等专利，但是它们手指内部结构较为复杂，对于轮滑、齿轮和连杆等元件的采用比较多且运动空间有限，装配比较麻烦、一体化程度不高。

发明内容

本发明为了克服现有技术中仿人灵巧手结构复杂，在手指关节上需要大量空间的技术问题，提供一种腱传动仿人灵巧手的手指关节，使用较少的腱绳实现较多的自由度，在与人手尺寸相仿的基础上使结构紧凑合理，利用结构上的特点达到腱绳传动效果，在高度一体化的同时具备一定的灵活性，可以实现较为精确的位置控制。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种腱传动仿人灵巧手的手指关节，包括摆动关节和弯折关节组，弯折关节组包括若干根铰接相连的弯折关节，摆动关节的一端与所述仿人灵巧手的手掌相连，摆动关节的另一端与弯折关节相连，相邻两个弯折关节的连接处设有轮滑，弯折关节上设有用以穿设弯折腱绳的第一槽孔，弯折腱绳上设有直径大于第一槽孔直径的限位绳结，限位绳结位于第一槽孔远离摆动关节的一侧，弯折关节上设有沿其长度方向贯通的第二槽孔，弯折腱绳沿位于弯折关节靠近摆动关节一端的轮滑周向绕设后，经第二槽孔穿出，所述手指关节内设有回复腱绳，摆动关节内设有摆动腱绳，摆动关节上设有第三槽孔，弯折腱绳、回复腱绳和摆动腱绳沿第三槽孔穿出后与所述手掌相连。