[发明专利]一种基于单电机驱动的线拉式仿生机械手

说明书

一种基于单电机驱动的线拉式仿生机械手，所述机械手包括：仿生机械手掌，所述仿生机械手掌用于执行松弛或握紧动作，所述仿生机械手掌包括手掌支架和五根二自由度的机械手指，每根机械手指上分别对应设有回弹皮筋和牵引钢丝，在仿生机械手掌的内部分布有多个引导滑柱和固定柱；单电机驱动器，所述单电机驱动器用于为仿生机械手掌提供动力执行松弛或握紧动作，所述单电机驱动器包括驱动器外壳、步进电机、主轴、联轴器、凸锥盘、推拉盘、止推轴承、电动推杆、缠绕环，所述步进电机固定在驱动器外壳上，所述推拉盘的边缘与电动推杆的一端相连，以使电动推杆作为手指动力的开关。

技术领域：

本发明涉及一种基于单电机驱动的线拉式仿生机械手。

背景技术：

仿生学是人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术；利用仿生学的特性，一些具有优秀功能的仿生学工具便应运而生，可以在各个行业为人们的生产带来便利。

进一步的，仿生机械手是一种典型的仿生学工具，能够模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或自动操作工具，可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。

现在常用的五指仿生机械手的常用驱动形式有：绳线驱动型、连杆驱动型、指关节电机驱动型、气压驱动型，其中绳线驱动型因其简单的结构，低廉的成本以及较轻的重量和较为良好的驱动效果而被广泛应用；但是现有的五指机械手需要多个动力源分别控制每根手指的运动，这就导致了机械手重量大、体积大、控制难度高，这就导致五指机械手整体结构复杂，生产成本高，从而很难安装应用在机器人上。

发明内容：

本发明实施例提供了一种基于单电机驱动的线拉式仿生机械手，结构设计合理，在多个功能组件的相互配合作用下，采用单个电机来作为五根机械手指的动力源，带动五根机械手指协调运动，从而极大降低五指机械手的重量和体积，简化机械手的整体结构，同时电动推杆的控制方式可以使机械手高速精准运转，利用电动推杆作为手指动力的开关，实现一个电机驱动五根手指的活动，保证机械手与不同类型的机器人都可以完全适配，促进类人型机器人产业的技术革新和科学发展，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于单电机驱动的线拉式仿生机械手，所述机械手包括：

仿生机械手掌，所述仿生机械手掌用于执行松弛或握紧动作，所述仿生机械手掌包括手掌支架和五根二自由度的机械手指，每根机械手指上分别对应设有回弹皮筋和牵引钢丝，在仿生机械手掌的内部分布有多个引导滑柱和固定柱，所述牵引钢丝的一端与固定柱相连，另一端绕过分布在仿生机械手掌内部的引导滑柱连接单电机驱动器；

单电机驱动器，所述单电机驱动器用于为仿生机械手掌提供动力执行松弛或握紧动作，所述单电机驱动器包括驱动器外壳、步进电机、主轴、联轴器、凸锥盘、推拉盘、止推轴承、电动推杆、缠绕环，所述步进电机固定在驱动器外壳上，所述步进电机的输出轴通过联轴器与主轴连接；所述凸锥盘为五个，均匀固定在主轴上；所述缠绕环、推拉盘和止推轴承均套设在主轴上，且推拉盘和止推轴承与缠绕环相连接；所述推拉盘的边缘与电动推杆的一端相连，以使电动推杆作为手指动力的开关；所述缠绕环包括拉环、弹簧和固定环，所述回弹皮筋将仿生机械手掌呈现保持拉伸状态，所述牵引钢丝通过机械手掌内和手指间的滑柱固定在缠绕环上。

所述仿生机械手掌的内部镂空，在仿生机械手掌前端设有四个与机械手指连接的手指关节机架，手指关节机架与机械手指中间关节通过插销连接，且连接处的末端设置有牵引钢丝相连的引导滑柱；在仿生机械手掌的侧面设有一个手指关节机架，手指关节机架与机械手指中间关节通过插销连接；在仿生机械手掌上设有多个与回弹皮筋相连的固定柱，所述仿生机械手掌的末端与驱动器外壳相连接。