[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

说明书

一种基于可分离式模块化设计的多自由度仿生灵巧手，具有四个手指，拇指和具有铰接结构的手掌，手掌包含了四指和拇指的固定部分，用于与四指和拇指的分离部分连接。手指和拇指的分离部分与手掌上的固定部分完成拼接形成完整的仿生灵巧手，并能将位于四指和拇指分离部分内的电机和传感器通过可插拔接头接通到位于手掌内的控制器上。该机械手能够模仿人手的21个自由度，有16个驱动自由度，灵活度极高，并且引入顺应性，可控关节力矩，安全性等优点。在不使用时可以分离保存；使用时，将所有分离部分和固定部分通过快速链接结构拼接在一起，形成完成的功能化仿生灵巧手。本发明能快速更换和维修，缩短了维修和升级的时间，降低了成本。

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，尤其涉及一种基于可分离式模块化设计的具有机械柔性的多自由度仿生灵巧手。

背景技术

近几十年来，为了模拟人手的功能，国内外许多研究机构在仿人机械手的设计，分析和控制等方面都做出了卓有成效的研究。但是由于大多机械手的驱动装置都安装在机械手的手掌或者额外的手臂中，很少有机械手能够在实现接近人手灵巧性的同时实现模块化设计，尤其是可分离式模块化设计。对于不可分离式的机械手，会对用户自定义和维修增加难度和成本。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出了一种可分离式模块化多自由度仿生灵巧手。

一种可分离式模块化多自由度仿生灵巧手，包括手掌、四指和拇指，手掌包括左半手掌和右半手掌，左半手掌和右半手掌之间铰接；

四指包括食指、中指、无名指和小指；食指是由食指固定部分和食指分离部分构成；中指是由中指固定部分和中指分离部分构成；无名指是由无名指固定部分和无名指分离部分构成；小指是由小指固定部分和小指分离部分构成；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；

食指固定部分和中指固定部分铰接在左半手掌上，无名指固定部分和小指固定部分铰接在右半手掌上；食指分离部分、中指分离部分、无名指分离部分和小指分离部分的近指节与中指节铰接，中指节与远指节铰接。

拇指是由拇指固定部分和拇指分离部分构成；拇指分离部分的拇指近指节与拇指中指节铰接，拇指中指节与拇指远指节铰接。拇指通过拇指固定部分与左半手掌铰接。

食指固定部分、中指固定部分、无名指固定部分和小指固定部分中的近指节背面分别固定有食指公端接头、中指公端接头、无名指公端接头和小指公端接头；

食指分离部分、中指分离部分、无名指分离部分和小指分离部分中的近指节背面分别固定有食指母端接头、中指母端接头、无名指母端接头和小指母端接头；

食指公端接头、中指公端接头、无名指公端接头和小指公端接头分别与食指公端接头、中指公端接头、无名指公端接头和小指公端接头插接在一起，均使用第一螺钉和第二螺钉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、中指公端接头、无名指公端接头和小指公端接头的插接端均具有六个接触头；

食指母端接头、中指母端接头、无名指母端接头和小指母端接头的插接端均具有六个接触头；

拇指固定部分的内部安装有拇指公端接头，拇指分离部分的拇指近指节内部安装有拇指母端接头；拇指公端接头与拇指母端接头插接在一起，使用四颗第三螺钉穿过拇指固定部分和拇指分离部分固定。拇指公端接头和拇指母端接头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。