[发明专利]一种基于可分离式模块化设计的多自由度仿生灵巧手

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1.一种基于可分离式模块化设计的多自由度仿生灵巧手，其特征在于：包括手掌、四指和拇指，手掌包括左半手掌(1)和右半手掌(2)，左半手掌(1)和右半手掌(2)之间铰接；

四指包括食指、中指、无名指和小指；食指是由食指固定部分(3)和食指分离部分(7)构成；中指是由中指固定部分(4)和中指分离部分(8)构成；无名指是由无名指固定部分(5)和无名指分离部分(9)构成；小指是由小指固定部分(6)和小指分离部分(10)构成；食指、中指、无名指和小指的结构完全相同，只有长度尺寸存在差异；

食指固定部分(3)和中指固定部分(4)铰接在左半手掌(1)上，无名指固定部分(5)和小指固定部分(6)铰接在右半手掌(2)上；食指分离部分(7)、中指分离部分(8)、无名指分离部分(9)和小指分离部分(10)的近指节(12)与中指节(13)铰接，中指节(13)与远指节(14)铰接；

拇指是由拇指固定部分(11)和拇指分离部分(12)构成；拇指分离部分(12)的拇指近指节(17)与拇指中指节(16)铰接，拇指中指节(16)与拇指远指节(15)铰接；拇指通过拇指固定部分(11)与左半手掌(1)铰接；

食指固定部分(3)、中指固定部分(4)、无名指固定部分(5)和小指固定部分(6)中的近指节背面分别固定有食指公端接头(18a)、中指公端接头(18b)、无名指公端接头(18c)和小指公端接头(18d)；

食指分离部分(7)、中指分离部分(8)、无名指分离部分(9)和小指分离部分(10)中的近指节背面分别固定有食指母端接头(19a)、中指母端接头(19b)、无名指母端接头(19c)和小指母端接头(19d)；

食指公端接头(18a)、中指公端接头(18b)、无名指公端接头(18c)和小指公端接头(18d)分别与食指公端接头(18a)、中指公端接头(18b)、无名指公端接头(18c)和小指公端接头(18d)插接在一起，均使用第一螺钉20a和第二螺钉20b穿过各自的手指固定部分和手指分离部分固定；

食指公端接头(18a)、中指公端接头(18b)、无名指公端接头(18c)和小指公端接头(18d)的插接端均具有六个接触头；

食指母端接头(19a)、中指母端接头(19b)、无名指母端接头(19c)和小指母端接头(19d)的插接端均具有六个接触头；

拇指固定部分(11)的内部安装有拇指公端接头(18e)，拇指分离部分(12)的拇指近指节(17)内部安装有拇指母端接头(19e)；拇指公端接头(18e)与拇指母端接头(19e)插接在一起，使用四颗第三螺钉20c穿过拇指固定部分(11)和拇指分离部分(12)固定；拇指公端接头(18e)和拇指母端接头(19e)的插接端均具有六个接触头；

所述的六个接触头分别为电机电源正极、传感器电源正极、触觉传感数据接头、角度传感器数据接头、负极和电机信号；

食指固定部分(3)的背面和食指分离部分(7)的背面之间通过食指固定板(21)以三颗螺钉固定在一起；中指固定部分(4)背面和中指分离部分(8)的背面之间通过中指固定板(22)以三颗螺钉固定在一起；无名指固定部分(5)背面和无名指分离部分(9)背面之间通过无名指固定板(23)以三颗螺钉固定在一起；小指固定部分(6)背面和小指分离部分(10)背面之间通过小指指固定板(24)以三颗螺钉固定在一起；

食指分离部分(7)、中指分离部分(8)、无名指分离部分(9)和小指分离部分(10)均包括有近指节(12)、中指节(13)、远指节(14)、第一电机(25)、第一舵盘(26)、第一拉力弹簧(27)和联动杆(28)，近指节(12)与中指节(13)铰接，中指节(13)与远指节(14)铰接，驱动中指节(13)和远指节(12)弯曲\伸展的第一电机(25)固定在各自手指分离部分的近指节(14)中；第一电机(25)驱动第一舵盘(26)，第一舵盘(26)驱动第一拉力弹簧(27)，从而驱动中指节(13)关节弯曲\伸展；中指节(13)关节和远指节(12)关节由联动杆(28)进行联动，当中指节(13)弯曲\伸展时，远指节(12)同时弯曲\伸展；

食指分离部分(7)、中指分离部分(8)、无名指分离部分(9)和小指分离部分(10)的近指节(12)的弯曲分别由安装在手掌内部的第二电机(37)、第三电机(38)、第四电机(39)和第五电机(40)驱动；

以食指分离部分(7)为例，第二电机(37)的输出轴连接绕线盘(41)，第二电机(37)驱动绕线盘(41)转动，拉动穿过手掌内部的驱动线(42)，从而实现食指分离部分(7)的近指节(12)弯曲；驱动线(42)固定在食指固定部分(3)内的弹簧(43)的一端；

食指分离部分(7)、中指分离部分(8)、无名指分离部分(9)和小指分离部分(10)的近指节(12)的伸展由分别固定在左半手掌(1)和右半手掌(2)与食指固定板(21)、中指固定板(22)、无名指固定板(23)和小指指固定板(24)上的弹性绳(50)驱动；

食指分离部分(7)、中指分离部分(8)、无名指分离部分(9)和小指分离部分(10)的外展\内收分别由安装在手掌内部的第六电机(44)、第七电机(45)、第八电机(46)和第九电机(47)驱动；以食指分离部分(7)为例，第六电机(44)驱动第二舵盘(48)，第二舵盘(48)驱动第二拉力弹簧(49)，从而驱动手指外展\内收；

拇指分离部分(12)包括有拇指近指节(17)、拇指中指节(16)和拇指远指节(15)，拇指分离部分(12)的拇指近指节(17)与拇指中指节(16)铰接，拇指中指节(16)与拇指远指节(15)铰接；驱动拇指中指节(16)和拇指远指节(15)弯曲\伸展的第十电机(29)安装在拇指中指节(16)内部，第十电机(29)通过双头舵盘(30)驱动第三拉力弹簧(31)，从而驱动拇指远指节(15)弯曲\伸展；第十电机(29)通过双头舵盘(30)驱动连杆(32)，从而驱动拇指中指节(16)弯曲\伸展；拇指的外展内收由安装在拇指固定部分(11)内的第十一电机(51)驱动，第十一电机(51)驱动第三舵盘(33)，第三舵盘(33)驱动第四拉力弹簧(34)，从而驱动拇指外展\内收；拇指的旋转由第十二电机(35)直接驱动拇指旋转底座(36)实现。