[发明专利]一种形状记忆合金驱动的灵巧手

摘要

本发明公开了一种形状记忆合金驱动的灵巧手。它由三根结构相同的手指、一只手掌和控制系统构成。手指由远指节骨、中指节骨和近指节骨构成。掌指关节实现整个手指的屈伸运动，近端指骨间关节实现手指的侧摆运动，远端指骨间关节实现远指节骨的屈伸运动。三指共计9个关节自由度，每个关节均由两根形状记忆合金金属丝构成的回旋机构实现正反双向驱动。控制系统由WindowsPC、实时控制器、I\O模块、驱动电路和角度传感器组成。本发明将形状记忆合金金属丝内置到灵巧手的手指和手掌中直接驱动手指关节，省去了中间的传动机构。此灵巧手结构简单紧凑，体积小，重量轻，适合作为轻负载机械手臂的末端执行器实现对不同形状、尺寸的物体的灵巧抓取和精细操作。

主权项

一种形状记忆合金驱动的灵巧手，其特征在于包括第一根手指（1）、第二根手指（2）、第三根手指（3）、手掌（4）、控制系统，第一根手指（1）、第二根手指（2）、第三根手指（3）结构相同，在手掌（4）上设有第一根手指（1）、第二根手指（2）、第三根手指（3），所述手指包括顺次连接的远指节骨（5）、中指节骨（6）和近指节骨（7），每根手指具有3个自由度，远端指骨间关节（10）实现远指节骨的屈伸运动，近端指骨间关节（9）实现手指的侧摆运动，掌指关节（8）实现整个手指的屈伸运动，远指节骨（5）包括指尖（21）、M1.6X4螺丝（22）、第一连接件（23），指尖（21）经M1.6X4螺丝（22）与第一连接件（23）相连，中指节骨（6）包括滑块（12）、SMA金属丝（13）、压缩弹簧（14）、金属导轨（15）、关节轴（19）、关节轴承（20）、M1.6X4螺丝（22）、滑轮组（24）、第一支架（25）、第二支架（26）、上部固定隔板（27）、下部固定隔板（28），两块第一支架（25）互相平行放置，通过四个滑轮组（24）相连，上部固定隔板（27）和下部固定隔板（28）均通过M1.6X4螺丝（22）固定在两块第一支架（25）上，四根金属导轨（15）安装在上部固定隔板（27）和下部固定隔板（28）之间，每根金属导轨（15）上套有一个压缩弹簧（14）和一块滑块（12），两块第一支架（25）的一端通过M1.6X4螺丝（22）连接着两块平行放置的第二支架（26）上，第一支架（2）5的另一端嵌有一个关节轴承（20）和一根关节轴（19），第二支架（26）上嵌有关节轴承（20）和关节轴（19），四根SMA金属丝（13）一端固定在四块滑块（12）上，跨过滑轮组（24）上的尼龙外套（17）后，其中两根SMA金属丝（13）的另一端固定在第一连接件（23）上，另外两根SMA金属丝（13）的另一端固定在第二连接件（29）上；近指节骨（7）包括关节轴（19）、关节轴承（20）、M1.6X4螺丝（22）、第二连接件（29）和第三连接件（30），第二连接件（29）通过M1.6X4螺丝（22）和第三连接件（30）相连，两个关节轴承（20）通过关节轴（19）与第三连接件（30）相连；所述手掌（4）包括SMA金属丝（13）、压缩弹簧（14）、金属导轨（15）、滑轮组（24）、固定横杠（31）、第三支架（32）、M2.0X10螺丝（33），每两块第三支架（32）通过四个滑轮组（24）并排连接，六块第三支架（32）由并列的两根固定横杠（31）通过M2.0X10螺丝（33）固定，并排的六根金属导轨（15）安装在两根固定横杠（31）的中间，每根金属导轨（15）上套有一个压缩弹簧（14）和一块滑块（12），六根SMA金属丝（13）一端固定在六块滑块（12）上，跨过滑轮组（24）上的尼龙外套（17）后，SMA金属丝（13）的另一端固定在第三连接件（30）上。