[发明专利]一种基于3D打印的五指仿人机械手

摘要

本发明提供了一种基于3D打印的一体式五指仿人机械手，包括具有14个弯曲自由度的手部主体及绳牵组件和接触感知组件，手部主体为一体式成型结构，手部主体包括手掌及与手掌连接的五根手指。本发明提供的机械手具有很高的仿生性，其具有结构简单、体积小、柔软度高的特点，同时，机械手为一体式成型结构，无需二次装配，免去了复杂的装配环节，制作方便、生产效率高、节约成本，此外，本发明通过绳牵组件可以实现各关节的运动，使得机械手具有安全性及灵活性；本发明通过接触感知组件使得机械手在运动工作过程中，具有初步的触觉功能，增加了机械手的智能化程度，在工业机器人、农业机器人、服务机器人、教育机器人等领域具有重要应用价值。

主权项

1.一种基于3D打印的一体式五指仿人机械手，其特征在于，包括具有14个弯曲自由度的手部主体及设置在所述手部主体上的绳牵组件和接触感知组件，所述手部主体为一体式成型结构，所述手部主体包括手掌(1)及与所述手掌(1)连接的五根手指(2)；所述绳牵组件用于控制五根所述手指(2)的弯曲和伸展；每根所述手指(2)均由3个指关节(3)连接组成，指关节与指关节之间通过一体化的柔性带状结构连接；相邻所述指关节(3)连接处位于指肚的一侧和位于指背的一侧相对设有切槽口(4)，位于所述指关节(3)上指肚一侧的所述切槽口(4)的开口角度大于位于所述指关节(3)上指背一侧的所述切槽口(4)的开口角度；所述接触感知组件用于实时判断所述手部主体是否与物体接触，及时反馈接触信号；具有14个所述弯曲自由度的所述手部主体为通过3D打印设备采用柔性材料制成的一体式成型结构；所述手指(2)内靠近指肚处填充的所述柔性材料的密度小于所述手指(2)内靠近指背处填充的所述柔性材料的密度；所述柔性材料为树脂材料，所述树脂材料的拉伸强度和弯曲模量均为35-45MPa；所述手指(2)上指肚部位的单位体积受载变形量为0.2-4mm；所述手指(2)上指背部位的单位体积受载变形量小于0.2mm；所述绳牵组件由若干穿接在所述手部主体内的细绳组成，每根所述指关节(3)内靠近指肚的一侧沿所述指关节(3)的长度方向均设置第一穿线通道，所述指关节(3)的两端设有与所述第一穿线通道连通的第一穿线孔(5)，所述手掌(1)内对应每根所述手指(2)设置有与所述第一穿线通道对应的第二穿线通道，所述手掌(1)两端分别设有与所述第二穿线通道连通的第二穿线孔(6)，所述绳索一端固定在所述手指(2)上远离所述手掌(1)的所述指关节(3)内，其另一端依次通过所述第一穿线孔(5)穿过所述第一穿线通道、所述第二穿线通道，并由所述手掌(1)的所述第二穿线孔(6)穿出；所述细绳用于控制每根所述手指(2)上所述指关节(3)的运动。/n