[发明专利]交叉腱绳欠驱动模块化拟人机器人手装置

摘要

交叉腱绳欠驱动模块化拟人机器人手装置，属于拟人机器人技术领域，类似人手，食指、中指、无名指和小指结构完全相同，各采用1个电机驱动3个关节转动；手掌采用1个电机驱动拇指根部的侧摆转动，拇指采用1个电机驱动2个关节转动。该装置具有5个独立控制的手指、15个关节自由度，包括6个主动关节和9个欠驱动关节；各手指的欠驱动关节均采用结构相同或近似的交叉腱绳和齿轮传动机构、套接的中部指段和具有多关节解耦作用的簧件，既降低了成本也便于维修，电机、传动机构藏入手内，结构简单、控制容易、集成度高；整个装置外观、尺寸和动作模仿人手，具有对不同形状、尺寸的物体自动包络抓取的功能。

主权项

1.一种交叉腱绳欠驱动模块化拟人机器人手装置，包括拇指、食指、中指、无名指、小指和手掌；所说的拇指(2)包括拇指基座(21)、拇指电机(22)、拇指减速器(221)、拇指第一齿轮(211)、拇指第二齿轮(212)、拇指近关节轴(23)、拇指中部指段(24)、拇指远关节轴(25)和拇指末端指段(26)；所说的拇指电机(22)和拇指减速器(221)与拇指基座(21)固接，拇指电机(22)的输出轴与拇指减速器(221)的输入轴相连，拇指减速器(221)的输出轴与拇指第一齿轮(211)固接，拇指第一齿轮(211)与拇指第二齿轮(212)啮合，拇指第二齿轮(212)套固在拇指近关节轴(23)上，所说的拇指近关节轴(23)套设在拇指基座(21)中，所说的拇指远关节轴(25)套设在拇指中部指段(24)中，所说的拇指末端指段(26)套固在拇指远关节轴(25)上；所说的中指(4)包括中指基座(41)、中指电机(42)、中指减速器(417)、中指第一齿轮(418)、中指第二齿轮(419)、中指近关节轴(43)、中指第一中部指段(44)、中指第二中部指段(46)、中指中关节轴(45)、中指远关节轴(47)和中指末端指段(48)；所说的中指电机(42)和中指减速器(417)与中指基座(41)固接，中指电机(42)的输出轴与中指减速器(417)的输入轴相连，中指减速器(417)的输出轴与中指第一齿轮(418)固接，中指第一齿轮(418)与中指第二齿轮(419)啮合，中指第二齿轮(419)与中指近关节轴(43)固接，中指近关节轴(43)套设在中指基座(41)中，所说的中指中关节轴(45)套设在中指第一中部指段(44)中，所说的中指远关节轴(47)套设在中指第二中部指段(46)，所说的中指末端指段(48)套固在远关节轴(47)上；所说的食指(3)、无名指(5)、小指(6)与中指(4)结构相同；所说的手掌(1)包括手掌骨架(17)、手掌电机(11)、手掌减速器(15)、手掌第一齿轮(13)、手掌第二齿轮(16)、手掌关节轴(12)；所说的手掌电机(11)和手掌减速器(15)与手掌骨架(17)固接，手掌电机(11)的输出轴与手掌减速器(15)的输入轴相连，手掌减速器(15)的输出轴与手掌第一齿轮(13)固接，手掌第一齿轮(13)与手掌第二齿轮(16)啮合，手掌第二齿轮(16)套固在手掌关节轴(12)上，手掌关节轴(12)套设在手掌骨架(17)中，拇指基座(21)套固在手掌关节轴(12)上；所说的中指(4)通过中指基座(41)与手掌骨架(17)固接，所说的食指(3)、无名指(5)、小指(6)分别与手掌骨架(17)固接，连接方式分别同中指(4)一致；所说的食指(3)、中指(4)、无名指(5)、小指(6)、拇指(2)和手掌(1)之间的相对位置模仿人手各手指和手掌的相对位置；其特征在于：a、拇指(2)包括拇指主动齿轮(27)、拇指过渡齿轮(251)、拇指主动绳轮(252)、拇指过渡轴(253)、拇指第一腱绳(281)、拇指第二腱绳(282)、拇指从动绳轮(29)和拇指簧件(210)；所说的拇指中部指段(24)套接在拇指近关节轴(23)上；所说的拇指主动齿轮(27)通过拇指第一销钉(231)套固在拇指近关节轴(23)上，所说的拇指过渡轴(253)套设在拇指中部指段(24)中，所说的拇指过渡齿轮(251)通过拇指第二销钉(232)套固在拇指过渡轴(253)上并与拇指主动齿轮(27)啮合，所说的拇指主动绳轮(252)套固在拇指过渡轴(253)上，所说的拇指从动绳轮(29)通过拇指第三销钉(233)套固在拇指远关节轴(25)上，所说的拇指第一腱绳(281)缠绕在拇指主动绳轮(252)和拇指从动绳轮(29)上并成“Z”字形，拇指第一腱绳(281)的两端分别与拇指主动绳轮(252)、拇指从动绳轮(29)固接，所说的拇指第二腱绳(282)缠绕在拇指主动绳轮(252)和拇指从动绳轮(29)上并成“S”字形，拇指第二腱绳(282)的两端分别与拇指主动绳轮(252)、拇指从动绳轮(29)固接，拇指第一腱绳(281)和拇指第二腱绳(282)交叉成“8”字形，所说的拇指簧件(210)的两端分别连接拇指中部指段(24)和拇指末端指段(26)；b、中指(4)包括主动绳轮(49)、中关节齿轮(411)、第一过渡齿轮(435)、第二过渡齿轮(439)、第一过渡绳轮(436)、第二过渡绳轮(440)、第一腱绳(4101)、第二腱绳(4102)、第三腱绳(4141)、第四腱绳(4142)、从动绳轮(415)、第一簧件(412)、第二簧件(416)、第一过渡轴(432)和第二过渡轴(437)；中指第一中部指段(44)套接在中指近关节轴(43)上，中指第二中部指段(46)套接在中指中关节轴(45)上；所说的中指第一过渡轴(432)套设在中指第一中部指段(44)中，所说的中指第二过渡轴(437)套设在中指第二中部指段(46)中；所说的中指主动绳轮(49)套固在中指近关节轴(43)上，所说的中指中关节齿轮(411)套接在中指中关节轴(45)上；所说的中指第一过渡齿轮(435)套固在中指第一过渡轴(432)上并与中指中关节齿轮(411)啮合，所说的中指第二过渡齿轮(439)套固在中指第二过渡轴(437)上并与中指中关节齿轮(411)啮合；所说的中指第一过渡绳轮(436)套固在中指第一过渡轴(432)上，所说的中指第二过渡绳轮(440)套固在中指第二过渡轴(437)上，所说的中指第一腱绳(4101)缠绕在中指主动绳轮(49)和中指第一过渡绳轮(436)上并成“Z”字形，中指第一腱绳(4101)的两端分别与中指主动绳轮(49)、中指第一过渡绳轮(436)固接，所说的中指第二腱绳(4102)缠绕在中指主动绳轮(49)和中指第一过渡绳轮(436)上并成“S”字形，中指第二腱绳(4102)的两端分别与中指主动绳轮(49)、中指第一过渡绳轮(436)固接，中指第一腱绳(4101)和中指第二腱绳(4102)交叉成“8”字形；所说的中指第三腱绳(4141)缠绕在中指第二过渡绳轮(440)和中指从动绳轮(415)上并成“Z”字形，中指第三腱绳(4141)的两端分别与中指第二过渡绳轮(440)、中指从动绳轮(415)固接，所说的中指第四腱绳(4142)缠绕在中指第二过渡绳轮(440)和中指从动绳轮(415)上并成“S”字形，中指第四腱绳(4142)的两端分别与中指第二过渡绳轮(440)、中指从动绳轮(415)固接，中指第三腱绳(4141)和中指第四腱绳(4142)交叉成“8”字形；中指从动绳轮(415)套固在中指远关节轴(47)上；中指第一簧件(412)的两端分别连接中指第一中部指段(44)和中指第二中部指段(46)，中指第二簧件(416)的两端分别连接中指第二中部指段(46)和中指末端指段(48)。