[发明专利]一种带有自锁功能的大力矩仿人机械手

说明书

本发明公开了一种带有自锁功能的大力矩仿人机械手，包括手掌和安装在手掌上的拇指、食指、中指、无名指以及小拇指，所述中指包括第一指关节、第二指关节、第三指关节、第四指关节和固定在手掌上的舵机，并且舵机连接件的顶部固定连接有自锁装置，本发明涉及机械手技术领域。该带有自锁功能的大力矩仿人机械手，其每个手指都具有自锁功能，使得握持物体时更加稳定可靠，且具有大力矩的特点，使其具有优秀的握持能力，适用范围更广，机械手内部采用高集成度的设计，将驱动电路与舵机设置在机械手内部，降低了内部布线的难度，且该机械手具有自感压力的功能，从而能够自动控制所持力道，使得机械手更智能化。

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种带有自锁功能的大力矩仿人机械手。

背景技术

随着现代化工业生产的发展和进步，工业机器人早已经被广泛地用来代替工人完成一些简单和重复性的劳动。然而，由于人们越来越关注机器人在社会生活各个领域的应用，用工业机器人永不能满足人们的要求，因而如何使机器人能够为人们的日常生活服务，则成为现在机器人研究领域的焦点问题。由于像人手一样具有五个手指和手掌的仿人机械手具有很强的功能和很高的通用性，因而它可以代替人手在很多场合下完成复杂和灵活的操作。例如机械制造、军事战备、医疗手术、设备安装、家务劳动等。

目前，国内外正在研究的仿人机械手从机构形式上来看大多是多指机关手，最普遍的手指数目为3~5个，各个手指的关节数目也多为3个转动关节，自由度为3~5个。但是，现有的仿人机械手研究存在着机械125结构互不相同、控制方法互不兼容、作业描述语言缺乏等一系列的问题。因此，现有的仿人机械手无论是从其性能和通用性来看，都难于在恶劣危险的环境下完成各种复杂的作业。

随着机器人应用技术的不断发展，机械手作为末端执行器有着广泛的应用，为了适应不同的工作任务，制造出能够像人手一样灵活的柔性机械手来代替人类去完成工作具有广阔市场前景，五指仿生机械手作为一类机器人终端操作装置，具有多自由度、多指协调、灵活性强的特点，在具有灵巧及精细要求的各类任务中取得广泛应用。

随着信息技术与智能化技术的发展，智能装备已经逐渐深入到人类社会的方方面面，在智能装备中，常常包括运动执行系统与反馈系统。在提供给智能装备的反馈信息中，触觉感知信息是实现智能化的重要环节。通过触觉可以获 得接触对象的接触力、硬度、弹性、粗糙度、温度等多种物理信息。仿人型机械手作为智能设备的典型代表之一，对触觉，尤其是温度以及三维力的感知要求更高。

传统的仿人机械手只具有类似的结构以及机械操作能力，而缺乏对外界信息的感知能力，极大的限制了机械手的灵敏程度。要达到对仿人机械手操作的灵巧性、稳定性要求，以在各种复杂环境下完成稳定、精细作业，除了需要更为精确地运动和操作控制之外，还要求其本身在识别和感知层面做的更好。目前常见的感知系统包括温度、湿度传感器、三维力测量传感器以及位置测量传感器，虽然可以一定程度上为机械手提供外界信息，但是都没有和机械手结合紧密，仅在没有感知功能的机械手上简单安装，反馈信息单一，无法全面的提供机械手实现灵巧抓取所需的环境参数。

为满足机电一体化的智能机械手对外界环境灵敏“感知”的需求，将与人手功能类似的人工触觉感知系统引入到机械手系统中，是仿人机械手发展的必 然趋势与要求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种带有自锁功能的大力矩仿人机械手，解决了灵敏度较低，由于力矩较小，导致机械手抓握能力较差，以及自锁能力差，抓握不稳固，可靠性差的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种带有自锁功能的大力矩仿人机械手，包括手掌和安装在手掌上的拇指、食指、中指、无名指以及小拇指，所述中指包括第一指关节、第二指关节、第三指关节、第四指关节和固定在手掌上的舵机，所述舵机的顶部通过螺丝固定连接有舵机连接件，并且舵机连接件的顶部固定连接有自锁装置。