[发明专利]一种仿人五指灵巧手装置

摘要

一种仿人五指灵巧手装置属于机器人领域，包括拇指、食指、中指、无名指、小指、手掌、固定装置、手掌盖，灵巧手的尺寸与成年人手相当，共15个自由度；拇指可与中指运动至同一抓取平面，与其它四指成一固定角度布置；五指的指节表面及手掌表面均安装触觉传感器；驱动系统、控制系统集成于灵巧手内部。本发明在不过多增加手指自由度的情况下，通过合理设计拇指结构、合理布置拇指位置，使灵巧手获得较高的抓取物体的能力；所涉及灵巧手指的欠驱动系统，其传动方式设计为“单电机‑双腱绳”机构，使灵巧手在物体抓取过程中实现良好的自适应性和柔顺性；本发明基于更加严格的模块化设计思想，四个手指结构相同，手指、拇指均与手掌完全独立，加工和装配更加简洁。

主权项

一种仿人五指灵巧手装置，其特征在于，所述的灵巧手固定在固定装置(7)上，包括拇指(1)、食指(2)、中指(3)、无名指(4)、小指(5)、手掌(6)、手掌盖(8)，手掌盖(8)与手掌(6)固定，手指固定在手掌(6)上；五个手指布置方式参照人手，每个手指结构相同，均具有三个指节及三个“张开闭合”自由度，分别固定在手掌(6)上，五个手指均与手掌完全独立；所述拇指(1)具有两个“张开闭合”自由度和一个“左右摆动”自由度，可与中指(3)运动至同一抓取平面，拇指(1)与食指(2)、中指(3)、无名指(4)、小指(5)成一固定角度布置，拇指(1)、食指(2)、中指(3)、无名指(4)、小指(5)的指节表面及手掌(6)表面均安装触觉传感器；驱动系统、控制系统集成于灵巧手内部；所述中指(3)包括第一指节(301)、第二指节(302)、第三指节(303)、第四指节(304)；第一指节(301)、第二指节(302)组成中指(3)的欠驱动系统，欠驱动系统的驱动电机集成于第三指节(303)内部，并通过锥齿轮三(312)传动；第三指节(303)的运动由电机通过锥齿轮传动实现，电机集成于第四指节(304)内部，其结构及实现过程为：第四指节(304)内部的电机与主动锥齿轮(311)固定，被动锥齿轮(310)与连接轴(309)固定，连接轴(309)与第三指节(303)固定，主动锥齿轮(311)和被动锥齿轮(310)属于装配关系，电机运动间接带动第三指节(303)转动；第四指节(304)表面设有走线槽一(313)、两个限位块，用于限制第三指节(303)“张开”的运动范围；第三指节(303)的侧面为指节盖五(316)，用于将传感器的走线固定于走线槽二(333)内，限制第二指节(302)“张开”的运动范围；第一指节(301)、第二指节(302)的两侧表面分别设有四个指节盖；所述的中指(3)的欠驱动系统中的半圆形定滑轮一(318)和半圆形定滑轮二(324)固定于第一指节(301)上，定滑轮一(319)和定滑轮二(326)固定在第一指节(301)和第二指节(302)连接处的两侧，定滑轮三(321)和定滑轮四(328)固定于第三指节(303)两侧，固定轴(323)与第三指节(303)固定，锥齿轮一(330)和锥齿轮二(331)在固定轴(323)上能够自由转动，绕线轴(332)与第三指节(303)通过螺纹固定；中指(3)的欠驱动系统基于腱绳实现传动，半圆形定滑轮一(318)和半圆形定滑轮二(324)、定滑轮一(319)和定滑轮二(326)、定滑轮三(321)和定滑轮四(328)、绕线轴(332)及锥齿轮一(330)和锥齿轮二(331)端部均设有绕线槽，锥齿轮一(330)和锥齿轮二(331)分别与锥齿轮三(312)啮合，锥齿轮三(312)运动带动锥齿轮一(330)和锥齿轮二(331)产生两个相反的运动；腱绳一(337)由张紧机构一(317)引出，顺次绕过半圆形定滑轮一(318)、定滑轮一(319)、定滑轮三(321)，最终固定于锥齿轮一(330)绕线槽内；腱绳二(338)由张紧机构二(325)引出，顺次绕过半圆形定滑轮二(324)、定滑轮二(326)、定滑轮四(328)、绕线轴(332)，最终固定于锥齿轮二(331)绕线槽内。