CN106945062A - 一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器手技术领域，尤其涉及一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指，它包括上指、下指、关节槽、第一支撑轴，其中下指上端开有关节槽；关节槽的上端安装有第一支撑轴；上指的下端位于关节槽内，且上指与第一支撑轴配合安装；当第一驱动杆在向下或者向上且靠近第一缺口、第二缺口和第三缺口移动时；第一驱动杆可以分别带动第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆进行移动和摆动。第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆摆动可以带动传动杆转动；传动杆带动传动齿转动；由于传动齿与传动环内圆面上的齿牙啮合；所以传动齿带动传动环转动；传动环带动离合器转动；离合器带动上指壳转动；进而带动上指绕着第一支撑轴转动。

Description

一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指

所属技术领域

本发明属于机器手技术领域，尤其涉及一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指。

背景技术

目前机器手指常由复杂结构构成且操作复杂，当机器手指进行复杂操作时需要更多的机械结构来维持其复杂的操作，另外当机械手抓取较重物体时，需要很大的抓力，而正常抓取较轻物体时需要快速抓取，这就需要机械手的关节驱动具有较高的电机功率，或者需要加装变速器，目前高功率的电机体积重量较大，成本较高，变速器又很笨重，这就造成了机器手指内部安装结构复杂且耗材大，在增加结构的同时也增加了机器手指自身的重量，造成机器手指不易控制；所以本发明设计了一种质量较轻，且加装轻型变速器，来实现在使用低功率电机增扭减速，或者小扭大速的目的。

本发明设计一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指，它是采用以下技术方案来实现的。

一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指，其特征在于：它包括上指、下指、关节槽、第一支撑轴，其中下指上端开有关节槽；关节槽的上端安装有第一支撑轴；上指的下端位于关节槽内，且上指与第一支撑轴配合安装。

上述上指包括支撑架槽、第一支撑板、离合器、传动环、转向圆槽、传动齿、第一支撑架、第一摆杆、第三摆杆、第二摆杆、第八轴孔、第三摆杆、驱动电机、第一铰接杆、第二铰接杆、电机支撑、电机转轴、第二支撑轴、第一连接轴、第一驱动杆、板簧、第一连接槽、第二轴孔、第四支撑轴、第五支撑轴、上指壳、第一铰接槽、第一弹簧腔、第二支撑轴、第三支撑轴、第二铰接槽、支撑方板、连接柱、第二导轨、第三轴孔、第一轴孔、第一驱动杆槽、传动杆、第二连接槽、第三支撑轴、凸起、第二驱动杆、第四轴孔、第三缺口、第二连接槽、第二弹簧腔、第五轴孔、第一缺口、第六轴孔、第三弹簧腔、第二驱动杆槽、第一支撑架槽、第二支撑架、第二支撑架槽、第一导轨、第一导槽、第二导槽、第三导槽，其中两个第一支撑板上均开有一个圆形通孔；两个第一支撑板的下端分别安装在关节槽下侧的两端；且两个支撑板上的通孔均与第一支撑轴配合；两个支撑板的上端侧面均均匀安装有两个支撑柱，两个支撑柱的一端均安装有一个第二导轨；关节槽与上指壳底面之间安装有电子锁；离合器安装在两个第一支撑板之间；上指壳安装在离合器的外圆面上；上指壳下端对称地开有两个支撑架槽；两个支撑架槽与两个第一支撑板配合；离合器的内圆面上安装有传动环；传动环的内圆面上开有齿牙；支撑方板的两侧分别安装在两个第一支撑板相对的端面上；且支撑方板上下位置处于四个支撑柱之间，支撑方板穿过传动环；支撑方板的上端面开有第一导槽、第二导槽和第三导槽；第一支撑架的上端开有第一支撑架槽；第一支撑架槽的上端安装有第五支撑轴；第一支撑架安装在支撑方板的上端面上；且第一支架靠近第一导槽；三个第二支撑架的上端均开有一个第二支撑架槽；三个第二支撑架槽的上端均安装有一个第五支撑轴；三个第二支撑架的下端均安装有一个第一导轨；三个支撑架分别通过三个第一导轨与第一导槽、第二导槽和第三导槽的配合安装在支撑方板的上端面上；电机支撑的一端安装在两个第一支撑板中其中一个的侧面上；且电机支撑位于支撑方板的上侧；驱动电机安装在电机支撑另一端的上端面上；第一铰接杆的一端为圆环状；第一铰接杆的另一端安装在电机转轴上；第二铰接杆的一端为圆环状，第二铰接杆的另一端开有第二铰接槽；第二铰接槽的上侧安装有第三支撑轴；第二铰接杆通过第三支撑轴安装在第一铰接杆上圆环状的一端。

第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上所安装结构部分相同，相同结构包括传动杆、第四支撑轴、第二缺口、凸起、第二驱动杆、传动齿。

上述第一摆杆的一端开有第一铰接槽；第一铰接槽的上侧安装有第二支撑轴；第一摆杆的另一端开有第一连接槽，第一连接槽靠近第一铰接槽的一端开有第一弹簧腔；第一弹簧腔的侧面开有第一驱动杆槽；第一连接槽的另一端开有两个对称的第七轴孔；第一摆杆上靠近第一弹簧腔的一侧开有第二轴孔；第一摆杆通过第二轴孔与第五支撑轴的配合安装在第一支撑架上；且第一摆杆开有第一铰接槽的一端通过第二支撑轴安装在第二铰接杆上为圆环状的一端；传动杆的一端为凹形状，且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴安装在传动杆上的圆形通孔中；传动杆通过第四支撑轴与两个第七轴孔的配合安装在第一摆杆上开有第一铰接槽的一端；传动齿的一端安装在传动杆上；传动齿的另一端与传动环内圆面上的齿牙啮合；板簧的两端分别安装在传动杆与第一摆杆相连处的下端，且板簧的一端安装在传动杆上，板簧的另一端安装在第一摆杆上；第二驱动杆的一端安装在第一弹簧腔中；第二驱动杆的另一端安装有凸起，且位于第一弹簧腔外；凸起与传动杆的凹形端配合；第二驱动杆上位于第一弹簧腔内的一端的侧面安装有第一驱动杆；第三驱动杆安装在的一端第一驱动杆上；且第三驱动杆的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆的两端安装有两个第四驱动杆；且两个第四驱动杆与第一驱动杆分别位于第三驱动杆的两侧；第二驱动杆与第一弹簧腔之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第一弹簧腔的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆端面上。

上述第二摆杆的一端开有两个对称的第一缺口；第二摆杆的另一端开有第二连接槽，第二连接槽靠近第一缺口的一端开有第三弹簧腔；第三弹簧腔的侧面开有第二驱动杆槽；第二连接槽的另一端开有两个对称的第八轴孔；第二摆杆上靠近第二弹簧腔的一侧开有第六轴孔；第二摆杆通过第六轴孔与第五支撑轴的配合安装在三个第二支撑架中靠近第一支撑架的一个第二支撑架上；第二摆杆开有第一缺口的一端位于相邻第一驱动杆的斜下侧；第四支撑轴安装在传动杆上的圆形通孔中；传动杆通过第四支撑轴与两个第八轴孔的配合安装在第二摆杆上开有第二连接槽的一端；传动齿的一端安装在传动杆上；传动齿的另一端与传动环内圆面上的齿牙配合；板簧的两端分别安装在传动杆与第二摆杆相连处的上端；且板簧的一端安装在传动杆上，板簧的另一端安装在第二摆杆上；第二驱动杆的一端安装在第三弹簧腔中；第二驱动杆的另一端安装有凸起，且位于第三弹簧腔外；凸起与传动杆的凹形端配合；第二驱动杆上位于第三弹簧腔内的一端的侧面安装有第一驱动杆；第三驱动杆安装在的一端第一驱动杆上；且第三驱动杆的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆的两端安装有两个第四驱动杆；且两个第四驱动杆与第一驱动杆分别位于第三驱动杆的两侧；第二驱动杆与第三弹簧腔之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第三弹簧腔的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆端面上。

上述第三摆杆的一端开有对称的两个第三缺口；第三摆杆的另一端开有第二连接槽，第二连接槽靠近第三缺口的一端开有第三弹簧腔；第三弹簧腔的侧面开有第二驱动杆槽；第二连接槽的另一端开有两个对称的第八轴孔；第三摆杆上靠近第三弹簧腔的一侧开有第六轴孔；第二摆杆通过第六轴孔与第五支撑轴的配合安装在三个第二支撑架中位于中间的一个第二支撑架上；第三摆杆开有第三缺口的一端位于相邻第一驱动杆的斜上侧；传动杆的一端为凹形状；且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴安装在传动杆上的圆形通孔中；传动杆通过第四支撑轴与两个第八轴孔的配合安装在第三摆杆上开有第二连接槽的一端；传动齿的一端安装在传动杆上；传动齿的另一端与传动环内圆面上的齿牙配合；板簧的两端分别安装在传动杆与第三摆杆相连处的下端；且板簧的一端安装在传动杆上，板簧的另一端安装在第三摆杆上；第二驱动杆的一端安装在第三弹簧腔中；第二驱动杆的另一端安装有凸起，且位于第三弹簧腔外；凸起与传动杆的凹形端配合；第二驱动杆上位于第三弹簧腔内的一端的侧面安装有第一驱动杆；第三驱动杆安装在的一端第一驱动杆上；且第三驱动杆的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆的两端安装有两个第四驱动杆；且两个第四驱动杆与第一驱动杆分别位于第三驱动杆的两侧；第二驱动杆与第三弹簧腔之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第三弹簧腔的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆端面上。

上述第四摆杆的一端开有对称的两个第二缺口；第四摆杆的另一端开有第三连接槽，第三连接槽靠近第二缺口的一端开有第二弹簧腔；第三连接槽的另一端开有两个对称的第四轴孔；第四摆杆上靠近第二弹簧腔的一侧开有第五轴孔；第四摆杆通过第五轴孔与第五支撑轴的配合安装在三个第二支撑架中远离第一支撑架的一个第二支撑架上；第四摆杆开有第二缺口的一端位于相邻第一驱动杆的斜下侧；传动杆的一端为凹形状；且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴安装在传动杆上的圆形通孔中；传动杆通过第四支撑轴与两个第四轴孔的配合安装在第四摆杆上开有第三连接槽的一端；传动齿的一端安装在传动杆上；传动齿的另一端与传动环内圆面上的齿牙配合；板簧的两端分别安装在传动杆与第四摆杆相连处的上端；且板簧的一端安装在传动杆上，板簧的另一端安装在第四摆杆上；第二驱动杆的一端安装在第二弹簧腔中；第二驱动杆的另一端安装有凸起，且位于第二弹簧腔外；凸起与传动杆的凹形端配合；第二驱动杆与第二弹簧腔之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第二弹簧腔的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆端面上。

上述离合器包括离合器外环、凸起齿牙、伸缩驱动杆、弹簧、伸缩外套、转轴、转动槽、方形孔、连接轴、传动圆环、伺服电机、环形槽、离合器内环，其中离合器内环两侧端面上开有对称的两个导向圆槽；离合器通过两个导向圆槽与四个导轨的配合安装在两个第一支撑杆之间；离合器的内部开有环形槽；离合器内环的外圆面上周向开有许多方形孔；且方形孔与环形槽相通；环形槽与每个方形之间所安结构完全相同，对于其中任意一个，伸缩外套安装在环形槽上；且伸缩外套与方形孔配合；伸缩驱动杆的侧面的上端开有圆形通孔；伸缩驱动杆的另一端安装在伸缩外套的内侧；位于伸缩外套上伸缩驱动杆与环形槽之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在伸缩驱动杆上，弹簧的另一端安装在环形槽上；凸起齿牙的下端开有转动槽；转动槽内侧安装有转轴；凸起齿牙通过转轴与伸缩驱动杆上的圆形通孔配合安装在伸缩驱动杆上；且凸起齿牙穿过方形孔；传动圆环的一端与凸起齿牙通过销孔和销钉相互连接；伺服电机的一端安装在环形槽内靠近传动圆环的一端；伺服电机的另一端通过伺服电机转轴安装有三个周向均匀分布的连接轴；传动圆环的另一端安装在三个连接轴上；离合器外环的内圆面上开有许多齿牙；离合器外环通过内圆面上的齿牙与凸起齿牙的啮合安装在离合器内环的外圆面上；且离合器外环的外圆面安装有上指壳。

上述安装在第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上的板簧强度依次加大。

作为本技术的进一步改进，上述作为第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆的替换方案为第一摆杆、第二摆杆和第三摆杆或第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆、第四摆杆和第五摆杆。

作为本技术的进一步改进，当第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆驱动上指时，电子锁处于断开状态；当第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆回位并没有驱动上指时，此时电子锁处于锁死状态。

作为本技术的进一步改进，上述电子锁通过PLC芯片控制开合。

作为本技术的进一步改进，上述作为上指与下指的替换方案其还包括中指。现上指与中指、中指与下指的驱动关系与原上指与下指的驱动关系相同。

相对于传统的机器人手指技术，本发明中第一支撑板安装在下关节上的关节槽上；支撑方板的两端安装在两个对称的第一支撑板之间；电机支撑的一端安装在两个第一支撑中的其中一个支撑的侧面；驱动电机安装在电机支撑的上端；离合器的两侧对称开有两个导向圆环；四个连接柱均匀地安装在两个第一支撑板上；四个第二导轨分别安装在四个连接柱上；离合器通过两个导向圆环与四个第二导轨的配合安装在两个第一支撑架之间；两个第一支撑架分别对支撑方板、驱动电机和离合器起到了支撑固定的作用；支撑方板的上端面上开有第一导槽、第二导槽和第三导槽；三个第二支撑的下端分别安装有一个第一导轨；三个第二支撑分别通过三个第一导轨与第一导槽、第二导槽和第三导槽的配合安装在支撑方板的上端；第一支撑安装在支撑方板的上端；支撑方板对第一支撑和三个第二支撑起到了支撑的作用；且通过三个第一导轨和第一导槽、第二导槽和第三导槽的配合三个第二支撑可以沿着第一导槽、第二导槽和第三导槽移动；第一铰接杆的一端安装在电机转轴上；第二铰接杆的上端通过第三支撑轴与第一铰接杆上圆环状一端与第一铰接杆连接；第二铰接杆的下端通过安装在第一摆杆上的第二支撑轴与第一摆杆连接；驱动电机能够通过电机转轴依次带动第一铰接杆、第二铰接杆和第一摆杆进行摆动；第一摆杆通过第二轴孔与第一支撑上的第五支撑轴安装在第一支撑上；第一支撑对第一摆杆起到了支撑的作用；同时第一摆杆可以通过第五支撑轴与第二轴孔的配合绕着第五支撑轴进行摆动；第二摆杆和第三摆杆分别通过两个第六轴孔与两个第二支撑上的两个第五支撑轴安装在两个第二支撑上；第二支撑对第二摆杆和第三摆杆起到了支撑的作用；同时第二摆杆和第三摆杆可以分别通过第两个五支撑轴与两个第六轴孔的配合绕着第两个五支撑轴进行摆动；第四摆杆通过第五轴孔与第二支撑上的第五支撑轴安装在第二支撑上；第二支撑对第四摆杆起到了支撑的作用；同时第二摆杆可以通过第五支撑轴与第五轴孔的配合绕着第五支撑轴进行摆动；传动杆的一端开有圆形通孔，第四支撑轴安装在圆形通孔中；第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆的的一端分别开有两个对称的第七轴孔、第八轴孔、第八轴孔和第四轴孔；通过第四支撑轴与第七轴孔、第八轴孔、第八轴孔和第四轴孔的配合四个传动杆分别安装在第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上；且四个传动杆可以通过四个第四支撑绕着第四支撑进行转动；第二驱动杆的一端安装有凸起，另一端安装有第一驱动杆；传动杆的一端为凹形状；传动杆上凹形状的一端与凸起配合；当传动杆转动时，传动杆通过凹形状部分与凸起接触点的变化可以推动凸起移动，凸起依次带动第二驱动杆和第一驱动杆可以沿着第一弹簧腔；第二弹簧腔和第三弹簧腔移动；安装在第一弹簧腔、第二弹簧腔和第三弹簧腔内的弹簧处于压缩状态时可以给第二驱动杆一个恢复力；安装在传动杆与第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上的板簧处于拉伸状态时可以给传动杆提供一个恢复力；且安装在第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆和第四传动杆上的板簧强度依次增大；安装在第一摆杆上的两个第四驱动杆与第二摆杆上第一缺口的配合；安装在第二摆杆上的两个第四驱动杆与第三摆杆上第三缺口的配合；安装在第三摆杆上的两个第四驱动杆与第四摆杆上第二缺口的配合；当两个第四驱动杆在向下或者向上且靠近第一缺口、第二缺口和第三缺口移动时；第一驱动杆可以分别带动第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆进行移动和摆动。本发明中安装在第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上的板簧强度依次加大；其作用是使得第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上的驱动力依次加大，同时也保护了驱动电机；传动环对离合器进行传动时，电子锁处于打开状态；当传动环反方向摆动时，离合器对上指壳失去驱动力，此时电子锁将上手指壳与下手指锁死。

本发明中离合器内环内的传动圆环的一端通过连接轴安装在伺服电机上；传动圆环的另一端通过销钉、销孔的配合与安装在离合器内环上的凸起齿牙连接；通过伺服电机可以驱动传动圆环转动；传动圆环驱动凸起齿牙转动；凸起齿牙通过转轴与伸缩驱动杆的一端连接；伸缩驱动杆的另一端安装在伸缩外套内；伸缩驱动杆与离合器内环中的环形槽之间安装有弹簧；当弹簧处于压缩状态时可以给伸缩驱动杆提供一个恢复力；当第一摆杆或第一摆杆和第二摆杆或第一摆杆、第二摆杆和第三摆杆或第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆顺时针摆动时，会带动传动环顺时针转动；传动环带动离合器内环顺时针转动；通过控制伺服电机使得伺服电机上的环轴带动连接轴逆时针转动；连接轴带动传动圆环逆时针转动；传动圆环通过销钉、销孔的配合与安装在离合器内环上的凸起齿牙连接；传动圆环会带动安装在离合器内环上的凸起齿牙逆时针摆动一个角度；使得凸起齿牙的朝向方向与离合器内环转动方向相同；离合器外环对离合器内环的阻力变大；使得离合器外环上的齿卡在离合器内环的凸起齿牙之间；防止当第一摆杆或第一摆杆和第二摆杆或第一摆杆、第二摆杆和第三摆杆或第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆间歇传动时离合器外环和上指向相反的方向转动；同时离合器内环可以驱动离合器外环转动；当驱动电机停止驱动时通过控制伺服电机使得离合器内环转动方向与凸起齿牙朝向方向相反，此时离合器外环对离合器内环的阻力变小；当第一摆杆或第一摆杆和第二摆杆或第一摆杆、第二摆杆和第三摆杆或第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆逆时针摆动时，会带动传动环逆时针转动；传动环带动离合器内环逆时针转动；通过控制伺服电机使得伺服电机上的环轴带动连接轴顺时针转动；连接轴带动传动圆环顺时针转动；传动圆环通过销钉、销孔的配合与安装在离合器内环上的凸起齿牙连接；传动圆环会带动安装在离合器内环上的凸起齿牙逆时针摆动一个角度；使得凸起齿牙的朝向方向与离合器内环转动方向相同；离合器外环对离合器内环的阻力变大；使得离合器外环上的齿卡在离合器内环的凸起齿牙之间；防止当第一摆杆或第一摆杆和第二摆杆或第一摆杆、第二摆杆和第三摆杆或第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆间歇传动时离合器外环向相反的方向转动；同时离合器内环可以驱动离合器外环转动；当驱动电机停止驱动时通过控制伺服电机使得离合器内环转动方向与凸起齿牙朝向方向相反，此时离合器外环对离合器内环的阻力变小。

当机器人手指工作时；四个板簧均处于自由压缩状态；四个弹簧均处于自由伸缩状态；当驱动电机通电时，且机器人的上关节需要逆时针摆动时；此时电机转轴依次带动第一铰接杆、第二铰接杆和第一摆杆逆时针摆动；第一摆杆摆动带动传动杆转动；传动杆带动传动齿逆时针转动；由于传动齿与传动环内圆面上的齿牙啮合；所以传动齿带动传动环逆时针转动；传动环带动离合器内环逆时针转动；此时离合器内环内的伺服电机驱动传动圆环进行顺时针转动；传动圆环带动凸起齿牙顺时针转动；使得凸起齿牙朝向方向与离合器内环的转动方向相同；通过离合器内环上的凸起齿牙与离合器外环內圆面上的齿牙配合使得凸起齿牙带动离合器逆时针外环转动；离合器外环带动上指壳逆时针转动；进而带动上关节绕着第一支撑轴逆时针转动；当安装在第一摆杆上的传动齿与传动环上齿牙之间的阻力大于第一摆杆传递给传动杆上的驱动力时；第一摆杆上的传动杆会绕着第四支撑轴转动；在第一摆杆上的传动杆转动的同时安装在第一摆杆上的板簧上力；第一摆杆转动会使得第一摆杆与安装在第二驱动杆上的凸起接触点发生变化；从而使得第二驱动杆沿着第一弹簧腔移动；第二驱动杆移动的同时带动第一驱动杆进行移动；第一驱动杆带动第三驱动杆移动，第三驱动杆带动两个第四驱动杆移动；同时安装在第一弹簧腔内的弹簧上力；第四驱动杆移动的同时通过第一摆杆的驱动向下摆动；当安装在第一摆杆上的两个第四驱动杆中位于第三驱动杆上侧的一个第四驱动杆与第二摆杆上的两个第一缺口组成的上端面接触时，安装在第一摆杆上的第四驱动杆带动第二摆杆上开有第一缺口的一端向下摆动；同时给第二摆杆一个推力；第二摆杆在受到推力的同时通过第二导轨与第一导槽的配合进行移动；在移动过程中，当安装在第二摆杆上的驱动齿与传动环上的齿牙啮合时；摆动中的第二摆杆带动传动环转动；传动环带动离合器内环转动，离合器内环带动上指壳转动，上指壳带动上关节转动；进而带动上关节绕着第一支撑轴转动；同理，当第二摆杆上的驱动力不足以带动传动环转动时会触发第三摆杆；当第三摆杆上的驱动力不足以带动传动环转动时会触发第四摆杆；当上关节转动完成后，驱动电机停止通电，安装在第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上的板簧和第一弹簧腔和第二弹簧腔和第三弹簧腔中所安的弹簧的恢复力的作用下；传动齿和传动杆会恢复到原来的位置；第一驱动杆和第二驱动杆也会恢复到原来的位置。离合器外环环向相反的方向转动；此时控制伺服电机使得离合器内环上的凸起齿牙的朝向方向与离合器外环的转动方向相同；所以当离合器外环向相反的方向转动时；离合器外环受离合器内环的阻力变小。上指壳会迅速恢复到原来的位置，上指壳恢复的过程中带动上关节恢复；当机器人的上关节需要顺时针摆动时；此时驱动电机通电；电机转轴依次带动第一铰接杆、第二铰接杆和第一摆杆顺时针摆动；第一摆杆摆动带动传动杆转动；传动杆带动传动齿顺时针转动；由于传动齿与传动环内圆面上的齿牙啮合；所以传动齿带动传动环顺时针转动；传动环带动离合器内环顺时针转动；此时离合器内环内的伺服电机驱动传动圆环进行逆时针转动；传动圆环带动凸起齿牙逆时针转动；使得凸起齿牙朝向方向与离合器内环的转动方向相同；通过离合器内环上的凸起齿牙与离合器外环內圆面上的齿牙配合使得凸起齿牙带动离合器顺时针外环转动；离合器外环带动上指壳顺时针转动；进而带动上关节绕着第一支撑轴顺时针转动；当安装在第一摆杆上的传动齿与传动环上齿牙之间的阻力大于第一摆杆传递给传动杆上的驱动力时；第一摆杆上的传动杆会绕着第四支撑轴转动；在第一摆杆上的传动杆转动的同时安装在第一摆杆上的板簧上力；第一摆杆转动会使得第一摆杆与安装在第二驱动杆上的凸起接触点发生变化；从而使得第二驱动杆沿着第一弹簧腔移动；第二驱动杆移动的同时带动第一驱动杆进行移动；第一驱动杆带动第三驱动杆移动，第三驱动杆带动两个第四驱动杆移动；同时安装在第一弹簧腔内的弹簧上力；第四驱动杆移动的同时通过第一摆杆的驱动向下摆动；当安装在第一摆杆上的两个第四驱动杆中位于第三驱动杆下侧的一个第四驱动杆与第二摆杆上的两个第一缺口组成的上端面接触时，安装在第一摆杆上的第四驱动杆带动第二摆杆上开有第一缺口的一端向上摆动；同时给第二摆杆一个推力；第二摆杆在受到推力的同时通过第二导轨与第一导槽的配合进行移动；在移动过程中，当安装在第二摆杆上的驱动齿与传动环上的齿牙啮合时；摆动中的第二摆杆带动传动环转动；传动环带动离合器内环转动，离合器内环带动上指壳转动，上指壳带动上关节转动；进而带动上关节绕着第一支撑轴转动；同理，当第二摆杆上的驱动力不足以带动传动环转动时会触发第三摆杆；当第三摆杆上的驱动力不足以带动传动环转动时会触发第四摆杆；当上关节转动完成后，驱动电机停止通电，安装在第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上的板簧和第一弹簧腔和第二弹簧腔和第三弹簧腔中所安的弹簧的恢复力的作用下；传动齿和传动杆会恢复到原来的位置；第一驱动杆和第二驱动杆也会恢复到原来的位置。离合器外环向相反的方向转动；此时控制伺服电机使得离合器内环上的凸起齿牙的朝向方向与离合器外环的转动方向相同；所以当离合器外环向相反的方向转动时；离合器外环受离合器内环的阻力变小。上指壳会迅速恢复到原来的位置，上指壳恢复的过程中带动上关节恢复。

附图说明

图1是整体部件外观示意图。

图2是第一支撑板安装示意图。

图3是支撑架槽结构示意图。

图4是离合器安装示意图。

图5是传动环安装示意图。

图6是传动环结构示意图。

图7是第一摆杆安装示意图。

图8是第二摆杆安装示意图。

图9是驱动电机安装示意图。

图10是第一连接槽结构示意图。

图11是第一铰接杆结构示意图。

图12是第二铰接杆结构示意图。

图13是第一摆杆结构示意图。

图14是传动齿结构示意图。

图15是第四摆杆结构示意图。

图16是传动齿安装示意图。

图17是第二摆杆结构示意图。

图18是第三弹簧腔结构示意图。

图19是第一支撑机构示意图。

图20是第二支撑机构示意图。

图21是支撑方板结构示意图。

图22是电机支撑安装示意图。

图23是第二导轨安装示意图。

图24是第一支撑轴安装示意图。

图25是离合器结构示意图。

图26是离合器内环结构示意图。

图27是凸起齿牙安装示意图。

图28是凸起齿牙结构示意图。

图29是转动槽结构示意图。

图30是离合器外环结构示意图。

图31是方形孔结构示意图。

图32是传动圆环安装示意图。

图33是伺服电机安装示意图。

图34是传动圆环结构示意图。

图35是离合器工作原理示意图。

图36是传动环工作原理示意图。

图37是传动环运动原理示意图。

图中标号名称：1、关节槽；2、支撑架槽；3、第一支撑板；4、上指；5、下指；6、第一支撑轴；7、离合器；8、传动环；9、导向圆槽；10、传动齿；11、第一支撑架；12、第一摆杆；13、第三摆杆；14、第二摆杆；15、第三摆杆；16、驱动电机；17、第一铰接杆；18、第二铰接杆；19、电机支撑；20、电机转轴；21、第五支撑轴；22、第七轴孔；23、第一驱动杆；24、板簧；25、第一连接槽；26、第二轴孔；27、上指壳；28、第一铰接槽；29、第一弹簧腔；30、第二支撑轴；31、第三支撑轴；32、第二铰接槽；33、第三轴孔；34、第一轴孔；36、支撑方板；37、第一驱动杆槽；38、传动杆；39、第四支撑轴；40、第二缺口；41、凸起；42、第二驱动杆；43、第四轴孔；44、第三连接槽；45、第二连接槽；46、第二弹簧腔；47、第五轴孔；48、第一缺口；49、第六轴孔；50、第三弹簧腔；51、第二驱动杆槽；52、第一支撑架槽；53、第二支撑架；54、第二支撑架槽；55、第一导轨；56、第一导槽；57、第二导槽；58、第三导槽；59、连接柱；60、第二导轨；61、第八轴孔；62、第三缺口；63、离合器外环；64、凸起齿牙；65、伸缩驱动杆；66、弹簧；67、伸缩外套；68、转轴；69、转动槽；70、方形孔；71、连接轴；72、传动圆环；73、伺服电机；74、第三驱动杆；75、第四驱动杆；77、离合器内环；76、环形槽。

具体实施方式

如图1、2、3所示，它包括上指4、下指5、关节槽1、第一支撑轴6，其中如图1、2所示，下指5上端开有关节槽1；关节槽1的上端安装有第一支撑轴6；上指4的下端位于关节槽1内，且上指4与第一支撑轴6配合安装。

如图5、7、8所示，上述上指4包括支撑架槽2、第一支撑板3、离合器7、传动环8、转向圆槽、传动齿10、第一支撑架11、第一摆杆12、第三摆杆13、第二摆杆14、第八轴孔61、第三摆杆13、驱动电机16、第一铰接杆17、第二铰接杆18、电机支撑19、电机转轴20、第二支撑轴30、第一连接轴、第一驱动杆23、板簧24、第一连接槽25、第二轴孔26、第四支撑轴39、第五支撑轴21、上指壳27、第一铰接槽28、第一弹簧腔29、第二支撑轴30、第三支撑轴31、第二铰接槽32、支撑方板36、连接柱59、第二导轨60、第三轴孔33、第一轴孔34、第一驱动杆槽37、传动杆38、第二连接槽45、第三支撑轴31、凸起41、第二驱动杆42、第四轴孔43、第三缺口62、第二连接槽45、第二弹簧腔46、第五轴孔47、第一缺口48、第六轴孔49、第三弹簧腔50、第二驱动杆槽51、第一支撑架槽52、第二支撑架53、第二支撑架槽54、第一导轨55、第一导槽56、第二导槽57、第三导槽58，其中如图2所示，两个第一支撑板3上均开有一个圆形通孔；两个第一支撑板3的下端分别安装在关节槽1下侧的两端；且两个支撑板上的通孔均与第一支撑轴6配合；如图24、25所示，两个支撑板的上端侧面均均匀安装有两个支撑柱，两个支撑柱的一端均安装有一个第二导轨60；关节槽1与上指壳27底面之间安装有电子锁；离合器7安装在两个第一支撑板3之间；上指壳27安装在离合器7的外圆面上；上指壳27下端对称地开有两个支撑架槽2；两个支撑架槽2与两个第一支撑板3配合；如图5所示，离合器7的内圆面上安装有传动环8；如图6所示，传动环8的内圆面上开有齿牙；如图22所示，支撑方板36的两侧分别安装在两个第一支撑板3相对的端面上；且支撑方板36上下位置处于四个支撑柱之间，支撑方板36穿过传动环8；如图20所示，支撑方板36的上端面开有第一导槽56、第二导槽57和第三导槽58；如图19所示，第一支撑架11的上端开有第一支撑架槽52；第一支撑架槽52的上端安装有第五支撑轴21；如图22所示，第一支撑架11安装在支撑方板36的上端面上；且第一支架靠近第一导槽56；如图20所示，三个第二支撑架53的上端均开有一个第二支撑架槽54；三个第二支撑架槽54的上端均安装有一个第五支撑轴21；三个第二支撑架53的下端均安装有一个第一导轨55；三个支撑架分别通过三个第一导轨55与第一导槽56、第二导槽57和第三导槽58的配合安装在支撑方板36的上端面上；如图22所示，电机支撑19的一端安装在两个第一支撑板3中其中一个的侧面上；且电机支撑19位于支撑方板36的上侧；如图9所示，驱动电机16安装在电机支撑19另一端的上端面上；如图11所示，第一铰接杆17的一端为圆环状；第一铰接杆17的另一端安装在电机转轴20上；如图12所示，第二铰接杆18的一端为圆环状，第二铰接杆18的另一端开有第二铰接槽32；如图10所示，第二铰接槽32的上侧安装有第三支撑轴31；第二铰接杆18通过第三支撑轴31安装在第一铰接杆17上圆环状的一端。

如图14所示，第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15上所安装结构部分相同，相同结构包括传动杆38、第四支撑轴39、第二缺口40、凸起41、第二驱动杆42、传动齿10。

如图13所示，上述第一摆杆12的一端开有第一铰接槽28；第一铰接槽28的上侧安装有第二支撑轴30；第一摆杆12的另一端开有第一连接槽25，第一连接槽25靠近第一铰接槽28的一端开有第一弹簧腔29；第一弹簧腔29的侧面开有第一驱动杆槽37；第一连接槽25的另一端开有两个对称的第七轴孔22；第一摆杆12上靠近第一弹簧腔29的一侧开有第二轴孔26；如图7、8所示，第一摆杆12通过第二轴孔26与第五支撑轴21的配合安装在第一支撑架11上；且第一摆杆12开有第一铰接槽28的一端通过第二支撑轴30安装在第二铰接杆18上为圆环状的一端；传动杆38的一端为凹形状，且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴39安装在传动杆38上的圆形通孔中；如图16所示，传动杆38通过第四支撑轴39与两个第七轴孔22的配合安装在第一摆杆12上开有第一铰接槽28的一端；传动齿10的一端安装在传动杆38上；传动齿10的另一端与传动环8内圆面上的齿牙啮合；如图16所示，板簧24的两端分别安装在传动杆38与第一摆杆12相连处的下端，且板簧24的一端安装在传动杆38上，板簧24的另一端安装在第一摆杆12上；第二驱动杆42的一端安装在第一弹簧腔29中；第二驱动杆42的另一端安装有凸起41，且位于第一弹簧腔29外；凸起41与传动杆38的凹形端配合；第二驱动杆42上位于第一弹簧腔29内的一端的侧面安装有第一驱动杆23；第三驱动杆74安装在的一端第一驱动杆23上；且第三驱动杆74的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆74的两端安装有两个第四驱动杆75；且两个第四驱动杆75与第一驱动杆分别位于第三驱动杆74的两侧；第二驱动杆42与第一弹簧腔29之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第一弹簧腔29的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆42端面上。

如图17所示，上述第二摆杆14的一端上侧开有对称的两个第一缺口48；第二摆杆14的另一端开有第二连接槽45，第二连接槽45靠近第一缺口48的一端开有第三弹簧腔50；第三弹簧腔50的侧面开有第二驱动杆槽51；如图18所示，第二连接槽45的另一端开有两个对称的第八轴孔61；第二摆杆14上靠近第二弹簧腔46的一侧开有第六轴孔49；如图7、8所示，第二摆杆14通过第六轴孔49与第五支撑轴21的配合安装在三个第二支撑架53中靠近第一支撑架11的一个第二支撑架53上；第二摆杆14开有第一缺口48的一端位于相邻第一驱动杆23的斜下侧；第四支撑轴39安装在传动杆38上的圆形通孔中；传动杆38通过第四支撑轴39与两个第八轴孔61的配合安装在第二摆杆14上开有第二连接槽45的一端；如图17所示，传动齿10的一端安装在传动杆38上；传动齿10的另一端与传动环8内圆面上的齿牙配合；板簧24的两端分别安装在传动杆38与第二摆杆14相连处的上端；且板簧24的一端安装在传动杆38上，板簧24的另一端安装在第二摆杆14上；第二驱动杆42的一端安装在第三弹簧腔50中；第二驱动杆42的另一端安装有凸起41，且位于第三弹簧腔50外；凸起41与传动杆38的凹形端配合；第二驱动杆42上位于第三弹簧腔50内的一端的侧面安装有第一驱动杆23；第三驱动杆74安装在的一端第一驱动杆23上；且第三驱动杆74的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆74的两端安装有两个第四驱动杆75；且两个第四驱动杆75与第一驱动杆分别位于第三驱动杆74的两侧；第二驱动杆42与第三弹簧腔50之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第三弹簧腔50的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆42端面上。

如图17所示，上述第三摆杆13的一端下侧开有对称的两个第三缺口62；第三摆杆13的另一端开有第二连接槽45，第二连接槽45靠近第三缺口62的一端开有第三弹簧腔50；第三弹簧腔50的侧面开有第二驱动杆槽51；第二连接槽45的另一端开有两个对称的第八轴孔61；第三摆杆13上靠近第三弹簧腔50的一侧开有第六轴孔49；如图7、8所示，第二摆杆14通过第六轴孔49与第五支撑轴21的配合安装在三个第二支撑架53中位于中间的一个第二支撑架53上；第三摆杆13开有第三缺口62的一端位于相邻第一驱动杆23的斜上侧；传动杆38的一端为凹形状；且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴39安装在传动杆38上的圆形通孔中；传动杆38通过第四支撑轴39与两个第八轴孔61的配合安装在第三摆杆13上开有第二连接槽45的一端；如图17所示，传动齿10的一端安装在传动杆38上；传动齿10的另一端与传动环8内圆面上的齿牙配合；板簧24的两端分别安装在传动杆38与第三摆杆13相连处的下端；且板簧24的一端安装在传动杆38上，板簧24的另一端安装在第三摆杆13上；第二驱动杆42的一端安装在第三弹簧腔50中；第二驱动杆42的另一端安装有凸起41，且位于第三弹簧腔50外；凸起41与传动杆38的凹形端配合；第二驱动杆42上位于第三弹簧腔50内的一端的侧面安装有第一驱动杆23；第三驱动杆74安装在的一端第一驱动杆23上；且第三驱动杆74的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆74的两端安装有两个第四驱动杆75；且两个第四驱动杆75与第一驱动杆分别位于第三驱动杆74的两侧；第二驱动杆42与第三弹簧腔50之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第三弹簧腔50的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆42端面上。

如图15所示，上述第四摆杆15的一端上侧开有对称的两个第二缺口40；第四摆杆15的另一端开有第三连接槽44，第三连接槽44靠近第二缺口40的一端开有第二弹簧腔46；第三连接槽44的另一端开有两个对称的第四轴孔43；第四摆杆15上靠近第二弹簧腔46的一侧开有第五轴孔47；如7、8所示，第四摆杆15通过第五轴孔47与第五支撑轴21的配合安装在三个第二支撑架53中远离第一支撑架11的一个第二支撑架53上；第四摆杆15开有第二缺口40的一端位于相邻第一驱动杆23的斜下侧；传动杆38的一端为凹形状；且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴39安装在传动杆38上的圆形通孔中；传动杆38通过第四支撑轴39与两个第四轴孔43的配合安装在第四摆杆15上开有第三连接槽44的一端；传动齿10的一端安装在传动杆38上；传动齿10的另一端与传动环8内圆面上的齿牙配合；板簧24的两端分别安装在传动杆38与第四摆杆15相连处的上端；且板簧24的一端安装在传动杆38上，板簧24的另一端安装在第四摆杆15上；第二驱动杆42的一端安装在第二弹簧腔46中；第二驱动杆42的另一端安装有凸起41，且位于第二弹簧腔46外；凸起41与传动杆38的凹形端配合；第二驱动杆42与第二弹簧腔46之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第二弹簧腔46的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆42端面上。

如图25所示，上述离合器包括离合器外环63、凸起齿牙64、伸缩驱动杆65、弹簧66、伸缩外套67、转轴68、转动槽69、方形孔70、连接轴71、传动圆环72、伺服电机73、环形槽76、离合器内环77，其中如图26所示，离合器内环77两侧端面上开有对称的两个导向圆槽9；离合器通过两个导向圆槽9与四个导轨的配合安装在两个第一支撑杆之间；离合器的内部开有环形槽76；如图31所示，离合器内环77的外圆面上周向开有许多方形孔70；且方形孔70与环形槽76相通；如图27所示，环形槽76与每个方形之间所安结构完全相同，对于其中任意一个，如图32所示，伸缩外套67安装在环形槽76上；且伸缩外套67与方形孔70配合；如图28所示，伸缩驱动杆65的侧面的上端开有圆形通孔；伸缩驱动杆65的另一端安装在伸缩外套67的内侧；位于伸缩外套67上伸缩驱动杆65与环形槽76之间安装有弹簧66；且弹簧66的一端安装在伸缩驱动杆65上，弹簧66的另一端安装在环形槽76上；如图29所示，凸起齿牙64的下端开有转动槽69；转动槽69内侧安装有转轴68；凸起齿牙64通过转轴68与伸缩驱动杆65上的圆形通孔配合安装在伸缩驱动杆65上；且凸起齿牙64穿过方形孔70；如图34所示，传动圆环72的一端与凸起齿牙64通过销孔和销钉相互连接；如图33所示，伺服电机73的一端安装在环形槽76内靠近传动圆环72的一端；伺服电机73的另一端通过伺服电机73转轴安装有三个周向均匀分布的连接轴71；传动圆环72的另一端安装在三个连接轴71上；如图30所示，离合器外环63的内圆面上开有许多齿牙；离合器外环63通过内圆面上的齿牙与凸起齿牙64的啮合安装在离合器内环77的外圆面上；且离合器外环63的外圆面安装有上关节壳。

上述安装在第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15上的板簧24强度依次加大。

上述作为第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15的替换方案为第一摆杆12、第二摆杆14和第三摆杆13或第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13、第四摆杆15和第五摆杆。

当第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆驱动上指时，电子锁处于断开状态；当第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆回位并没有驱动上指时，此时电子锁处于锁死状态。

作为本技术的进一步改进，上述电子锁通过PLC芯片控制开合。

上述作为上指4与下指5的替换方案其还包括中指。现上指4与中指、中指与下指5的驱动关系与原上指4与下指5的驱动关系相同。

综上所述：

本发明中第一支撑板3安装在下关节上的关节槽1上；支撑方板36的两端安装在两个对称的第一支撑板3之间；电机支撑19的一端安装在两个第一支撑中的其中一个支撑的侧面；驱动电机16安装在电机支撑19的上端；离合器的两侧对称开有两个导向圆环；四个连接柱59均匀地安装在两个第一支撑板3上；四个第二导轨60分别安装在四个连接柱59上；离合器通过两个导向圆环与四个第二导轨60的配合安装在两个第一支撑架11之间；两个第一支撑架11分别对支撑方板36、驱动电机16和离合器起到了支撑固定的作用；支撑方板36的上端面上开有第一导槽56、第二导槽57和第三导槽58；三个第二支撑的下端分别安装有一个第一导轨55；三个第二支撑分别通过三个第一导轨55与第一导槽56、第二导槽57和第三导槽58的配合安装在支撑方板36的上端；第一支撑安装在支撑方板36的上端；支撑方板36对第一支撑和三个第二支撑起到了支撑的作用；且通过三个第一导轨55和第一导槽56、第二导槽57和第三导槽58的配合三个第二支撑可以沿着第一导槽56、第二导槽57和第三导槽58移动；第一铰接杆17的一端安装在电机转轴20上；第二铰接杆18的上端通过第三支撑轴31与第一铰接杆17上圆环状一端与第一铰接杆17连接；第二铰接杆18的下端通过安装在第一摆杆12上的第二支撑轴30与第一摆杆12连接；驱动电机16能够通过电机转轴20依次带动第一铰接杆17、第二铰接杆18和第一摆杆12进行摆动；第一摆杆12通过第二轴孔26与第一支撑上的第五支撑轴21安装在第一支撑上；第一支撑对第一摆杆12起到了支撑的作用；同时第一摆杆12可以通过第五支撑轴21与第二轴孔26的配合绕着第五支撑轴21进行摆动；第二摆杆14和第三摆杆13分别通过两个第六轴孔49与两个第二支撑上的两个第五支撑轴21安装在两个第二支撑上；第二支撑对第二摆杆14和第三摆杆13起到了支撑的作用；同时第二摆杆14和第三摆杆13可以分别通过第两个五支撑轴与两个第六轴孔49的配合绕着第两个五支撑轴进行摆动；第四摆杆15通过第五轴孔47与第二支撑上的第五支撑轴21安装在第二支撑上；第二支撑对第四摆杆15起到了支撑的作用；同时第二摆杆14可以通过第五支撑轴21与第五轴孔47的配合绕着第五支撑轴21进行摆动；传动杆38的一端开有圆形通孔，第四支撑轴39安装在圆形通孔中；第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15的的一端分别开有两个对称的第七轴孔22、第八轴孔61、第八轴孔61和第四轴孔43；通过第四支撑轴39与第七轴孔22、第八轴孔61、第八轴孔61和第四轴孔43的配合四个传动杆38分别安装在第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15上；且四个传动杆38可以通过四个第四支撑绕着第四支撑进行转动；第二驱动杆42的一端安装有凸起41，另一端安装有第一驱动杆23；传动杆38的一端为凹形状；传动杆38上凹形状的一端与凸起41配合；当传动杆38转动时，传动杆38通过凹形状部分与凸起41接触点的变化可以推动凸起41移动，凸起41依次带动第二驱动杆42和第一驱动杆23可以沿着第一弹簧腔29；第二弹簧腔46和第三弹簧腔50移动；安装在第一弹簧腔29、第二弹簧腔46和第三弹簧腔50内的弹簧66处于压缩状态时可以给第二驱动杆42一个恢复力；安装在传动杆38与第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15上的板簧24处于拉伸状态时可以给传动杆38提供一个恢复力；且安装在第一传动杆38、第二传动杆38、第三传动杆38和第四传动杆38上的板簧24强度依次增大；安装在第一摆杆12上的两个第四驱动杆75与第二摆杆14上第一缺口48的配合；安装在第二摆杆14上的两个第四驱动杆75与第三摆杆13上第三缺口62的配合；安装在第三摆杆13上的两个第四驱动杆75与第四摆杆15上第二缺口40的配合；当两个第四驱动杆75在向下或者向上且靠近第一缺口48、第二缺口40和第三缺口62移动时；第一驱动杆23可以分别带动第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15进行移动和摆动。本发明中安装在第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15上的板簧24强度依次加大；其作用是使得第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15上的驱动力依次加大，同时也保护了驱动电机16；传动环对离合器进行传动时，电子锁处于打开状态；当传动环反方向摆动时，离合器对上指壳失去驱动力，此时电子锁将上手指壳与下手指锁死。

如图35所示，本发明中离合器内环77内的传动圆环72的一端通过连接轴71安装在伺服电机73上；传动圆环72的另一端通过销钉、销孔的配合与安装在离合器内环77上的凸起齿牙64连接；通过伺服电机73可以驱动传动圆环72转动；传动圆环72驱动凸起齿牙64转动；凸起齿牙64通过转轴68与伸缩驱动杆65的一端连接；伸缩驱动杆65的另一端安装在伸缩外套67内；伸缩驱动杆65与离合器内环77中的环形槽76之间安装有弹簧66；当弹簧66处于压缩状态时可以给伸缩驱动杆65提供一个恢复力；当第一摆杆12或第一摆杆12和第二摆杆14或第一摆杆12、第二摆杆14和第三摆杆13或第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15顺时针摆动时，会带动传动环8顺时针转动；传动环8带动离合器内环77顺时针转动；通过控制伺服电机73使得伺服电机73上的环轴带动连接轴71逆时针转动；连接轴71带动传动圆环72逆时针转动；传动圆环72通过销钉、销孔的配合与安装在离合器内环77上的凸起齿牙64连接；传动圆环72会带动安装在离合器内环77上的凸起齿牙64逆时针摆动一个角度；使得凸起齿牙64的朝向方向与离合器内环77转动方向相同；离合器外环63对离合器内环77的阻力变大；使得离合器外环63上的齿卡在离合器内环77的凸起齿牙64之间；防止当第一摆杆12或第一摆杆12和第二摆杆14或第一摆杆12、第二摆杆14和第三摆杆13或第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15间歇传动时离合器外环63向相反的方向转动；同时离合器内环77可以驱动离合器外环63转动；当驱动电机16停止驱动时通过控制伺服电机73使得离合器内环77转动方向与凸起齿牙64朝向方向相反，此时离合器外环63对离合器内环77的阻力变小；当第一摆杆12或第一摆杆12和第二摆杆14或第一摆杆12、第二摆杆14和第三摆杆13或第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15逆时针摆动时，会带动传动环8逆时针转动；传动环8带动离合器内环77逆时针转动；通过控制伺服电机73使得伺服电机73上的环轴带动连接轴71顺时针转动；连接轴71带动传动圆环72顺时针转动；传动圆环72通过销钉、销孔的配合与安装在离合器内环77上的凸起齿牙64连接；传动圆环72会带动安装在离合器内环77上的凸起齿牙64逆时针摆动一个角度；使得凸起齿牙64的朝向方向与离合器内环77转动方向相同；离合器外环63对离合器内环77的阻力变大；使得离合器外环63上的齿卡在离合器内环77的凸起齿牙64之间；防止当第一摆杆12或第一摆杆12和第二摆杆14或第一摆杆12、第二摆杆14和第三摆杆13或第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15间歇传动时离合器外环63向相反的方向转动；同时离合器内环77可以驱动离合器外环63转动；当驱动电机16停止驱动时通过控制伺服电机73使得离合器内环77转动方向与凸起齿牙64朝向方向相反，此时离合器外环63对离合器内环77的阻力变小；上指可以4顺利恢复到原来的位置。

当机器人手指工作时；四个板簧24均处于自由压缩状态；四个弹簧66均处于自由伸缩状态；如图37a所示，当驱动电机16通电时，且机器人的上关节需要逆时针摆动时；此时电机转轴20依次带动第一铰接杆17、第二铰接杆18和第一摆杆12逆时针摆动；第一摆杆12摆动带动传动杆38转动；传动杆38带动传动齿10逆时针转动；由于传动齿10与传动环8内圆面上的齿牙啮合；所以传动齿10带动传动环8逆时针转动；传动环8带动离合器内环77逆时针转动；此时离合器内环77内的伺服电机73驱动传动圆环72进行顺时针转动；传动圆环72带动凸起齿牙64顺时针转动；使得凸起齿牙64朝向方向与离合器内环77的转动方向相同；通过离合器内环77上的凸起齿牙64与离合器外环63內圆面上的齿牙配合使得凸起齿牙64带动离合器逆时针外环转动；离合器外环63带动上指壳27逆时针转动；进而带动上关节绕着第一支撑轴6逆时针转动；如图37b所示，当安装在第一摆杆12上的传动齿10与传动环8上齿牙之间的阻力大于第一摆杆12传递给传动杆38上的驱动力时；第一摆杆12上的传动杆38会绕着第四支撑轴39转动；在第一摆杆12上的传动杆38转动的同时安装在第一摆杆12上的板簧24上力；第一摆杆12转动会使得第一摆杆12与安装在第二驱动杆42上的凸起41接触点发生变化；从而使得第二驱动杆42沿着第一弹簧腔29移动；第二驱动杆42移动的同时带动第一驱动杆23进行移动；第一驱动杆23带动第三驱动杆74移动，第三驱动杆74带动两个第四驱动杆75移动；同时安装在第一弹簧腔29内的弹簧66上力；第四驱动杆75移动的同时通过第一摆杆12的驱动向下摆动；如图37c所示，当安装在第一摆杆12上的两个第四驱动杆75中位于第三驱动杆74上侧的一个第四驱动杆75与第二摆杆14上的两个第一缺口48组成的上端面接触时，安装在第一摆杆12上的第四驱动杆75带动第二摆杆14上开有第一缺口48的一端向下摆动；同时给第二摆杆14一个推力；第二摆杆14在受到推力的同时通过第二导轨60与第一导槽56的配合进行移动；在移动过程中，当安装在第二摆杆14上的驱动齿与传动环8上的齿牙啮合时；摆动中的第二摆杆14带动传动环8转动；传动环8带动离合器内环77转动，离合器内环77带动上指壳27转动，上指壳27带动上关节转动；进而带动上关节绕着第一支撑轴6转动；同理，如图37d、37e所示，当第二摆杆14上的驱动力不足以带动传动环8转动时会触发第三摆杆13；当第三摆杆13上的驱动力不足以带动传动环8转动时会触发第四摆杆15；当上关节转动完成后，驱动电机16停止通电，安装在第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15上的板簧24和第一弹簧腔29和第二弹簧腔46和第三弹簧腔50中所安的弹簧66的恢复力的作用下；传动齿10和传动杆38会恢复到原来的位置；第一驱动杆23和第二驱动杆42也会恢复到原来的位置。离合器外环63环向相反的方向转动；此时控制伺服电机73使得离合器内环77上的凸起齿牙64的朝向方向与离合器外环63的转动方向相同；所以当离合器外环63向相反的方向转动时；离合器外环63受离合器内环77的阻力变小。上指壳27会恢复到原来的位置，上指壳27恢复的过程中带动上关节恢复；如图36a所示，当机器人的上关节需要顺时针摆动时；此时驱动电机16通电；电机转轴20依次带动第一铰接杆17、第二铰接杆18和第一摆杆12顺时针摆动；第一摆杆12摆动带动传动杆38转动；传动杆38带动传动齿10顺时针转动；由于传动齿10与传动环8内圆面上的齿牙啮合；所以传动齿10带动传动环8顺时针转动；传动环8带动离合器内环77顺时针转动；此时离合器内环77内的伺服电机73驱动传动圆环72进行逆时针转动；传动圆环72带动凸起齿牙64逆时针转动；使得凸起齿牙64朝向方向与离合器内环77的转动方向相同；通过离合器内环77上的凸起齿牙64与离合器外环63內圆面上的齿牙配合使得凸起齿牙64带动离合器顺时针外环转动；离合器外环63带动上指壳27顺时针转动；进而带动上关节绕着第一支撑轴6顺时针转动；如图36b所示，当安装在第一摆杆12上的传动齿10与传动环8上齿牙之间的阻力大于第一摆杆12传递给传动杆38上的驱动力时；第一摆杆12上的传动杆38会绕着第四支撑轴39转动；在第一摆杆12上的传动杆38转动的同时安装在第一摆杆12上的板簧24上力；第一摆杆12转动会使得第一摆杆12与安装在第二驱动杆42上的凸起41接触点发生变化；从而使得第二驱动杆42沿着第一弹簧腔29移动；第二驱动杆42移动的同时带动第一驱动杆23进行移动；第一驱动杆23带动第三驱动杆74移动，第三驱动杆74带动两个第四驱动杆75移动；同时安装在第一弹簧腔29内的弹簧66上力；第四驱动杆75移动的同时通过第一摆杆12的驱动向下摆动；如图36c所示，当安装在第一摆杆12上的两个第四驱动杆75中位于第三驱动杆74下侧的一个第四驱动杆75与第二摆杆14上的两个第一缺口48组成的上端面接触时，安装在第一摆杆12上的第四驱动杆75带动第二摆杆14上开有第一缺口48的一端向上摆动；同时给第二摆杆14一个推力；第二摆杆14在受到推力的同时通过第二导轨60与第一导槽56的配合进行移动；在移动过程中，当安装在第二摆杆14上的驱动齿与传动环8上的齿牙啮合时；摆动中的第二摆杆14带动传动环8转动；传动环8带动离合器内环77转动，离合器内环77带动上指壳27转动，上指壳27带动上关节转动；进而带动上关节绕着第一支撑轴6转动；同理，如图36d、36e所示，当第二摆杆14上的驱动力不足以带动传动环8转动时会触发第三摆杆13；当第三摆杆13上的驱动力不足以带动传动环8转动时会触发第四摆杆15；当上关节转动完成后，驱动电机16停止通电，安装在第一摆杆12、第二摆杆14、第三摆杆13和第四摆杆15上的板簧24和第一弹簧腔29和第二弹簧腔46和第三弹簧腔50中所安的弹簧66的恢复力的作用下；传动齿10和传动杆38会恢复到原来的位置；第一驱动杆23和第二驱动杆42也会恢复到原来的位置。离合器外环63环向相反的方向转动；此时控制伺服电机73使得离合器内环77上的凸起齿牙64的朝向方向与离合器外环63的转动方向相同；所以当离合器外环63向相反的方向转动时；离合器外环63受离合器内环77的阻力变小。上指壳27会迅速恢复到原来的位置，上指壳27恢复的过程中带动上关节恢复。

Claims (5)

1.一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指，其特征在于：它包括上指、下指、关节槽、第一支撑轴，其中下指上端开有关节槽；关节槽的上端安装有第一支撑轴；上指的下端位于关节槽内，且上指与第一支撑轴配合安装；

上述上指包括支撑架槽、第一支撑板、离合器、传动环、转向圆槽、传动齿、第一支撑架、第一摆杆、第三摆杆、第二摆杆、第八轴孔、第三摆杆、驱动电机、第一铰接杆、第二铰接杆、电机支撑、电机转轴、第二支撑轴、第一连接轴、第一驱动杆、板簧、第一连接槽、第二轴孔、第四支撑轴、第五支撑轴、上指壳、第一铰接槽、第一弹簧腔、第二支撑轴、第三支撑轴、第二铰接槽、支撑方板、连接柱、第二导轨、第三轴孔、第一轴孔、第一驱动杆槽、传动杆、第二连接槽、第三支撑轴、凸起、第二驱动杆、第四轴孔、第三缺口、第二连接槽、第二弹簧腔、第五轴孔、第一缺口、第六轴孔、第三弹簧腔、第二驱动杆槽、第一支撑架槽、第二支撑架、第二支撑架槽、第一导轨、第一导槽、第二导槽、第三导槽，其中两个第一支撑板上均开有一个圆形通孔；两个第一支撑板的下端分别安装在关节槽下侧的两端；且两个支撑板上的通孔均与第一支撑轴配合；两个支撑板的上端侧面均均匀安装有两个支撑柱，两个支撑柱的一端均安装有一个第二导轨；关节槽与上指壳底面之间安装有电子锁；离合器安装在两个第一支撑板之间；上指壳安装在离合器的外圆面上；上指壳下端对称地开有两个支撑架槽；两个支撑架槽与两个第一支撑板配合；离合器的内圆面上安装有传动环；传动环的内圆面上开有齿牙；支撑方板的两侧分别安装在两个第一支撑板相对的端面上；且支撑方板上下位置处于四个支撑柱之间，支撑方板穿过传动环；支撑方板的上端面开有第一导槽、第二导槽和第三导槽；第一支撑架的上端开有第一支撑架槽；第一支撑架槽的上端安装有第五支撑轴；第一支撑架安装在支撑方板的上端面上；且第一支架靠近第一导槽；三个第二支撑架的上端均开有一个第二支撑架槽；三个第二支撑架槽的上端均安装有一个第五支撑轴；三个第二支撑架的下端均安装有一个第一导轨；三个支撑架分别通过三个第一导轨与第一导槽、第二导槽和第三导槽的配合安装在支撑方板的上端面上；电机支撑的一端安装在两个第一支撑板中其中一个的侧面上；且电机支撑位于支撑方板的上侧；驱动电机安装在电机支撑另一端的上端面上；第一铰接杆的一端为圆环状；第一铰接杆的另一端安装在电机转轴上；第二铰接杆的一端为圆环状，第二铰接杆的另一端开有第二铰接槽；第二铰接槽的上侧安装有第三支撑轴；第二铰接杆通过第三支撑轴安装在第一铰接杆上圆环状的一端；

上述第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上所安装结构部分相同，相同结构包括传动杆、第四支撑轴、第二缺口、凸起、第二驱动杆、传动齿；

上述第一摆杆的一端开有第一铰接槽；第一铰接槽的上侧安装有第二支撑轴；第一摆杆的另一端开有第一连接槽，第一连接槽靠近第一铰接槽的一端开有第一弹簧腔；第一弹簧腔的侧面开有第一驱动杆槽；第一连接槽的另一端开有两个对称的第七轴孔；第一摆杆上靠近第一弹簧腔的一侧开有第二轴孔；第一摆杆通过第二轴孔与第五支撑轴的配合安装在第一支撑架上；且第一摆杆开有第一铰接槽的一端通过第二支撑轴安装在第二铰接杆上为圆环状的一端；传动杆的一端为凹形状，且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴安装在传动杆上的圆形通孔中；传动杆通过第四支撑轴与两个第七轴孔的配合安装在第一摆杆上开有第一铰接槽的一端；传动齿的一端安装在传动杆上；传动齿的另一端与传动环内圆面上的齿牙啮合；板簧的两端分别安装在传动杆与第一摆杆相连处的下端，且板簧的一端安装在传动杆上，板簧的另一端安装在第一摆杆上；第二驱动杆的一端安装在第一弹簧腔中；第二驱动杆的另一端安装有凸起，且位于第一弹簧腔外；凸起与传动杆的凹形端配合；第二驱动杆上位于第一弹簧腔内的一端的侧面安装有第一驱动杆；第三驱动杆安装在的一端第一驱动杆上；且第三驱动杆的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆的两端安装有两个第四驱动杆；且两个第四驱动杆与第一驱动杆分别位于第三驱动杆的两侧；第二驱动杆与第一弹簧腔之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第一弹簧腔的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆端面上；

上述第二摆杆的一端开有两个对称的第一缺口；第二摆杆的另一端开有第二连接槽，第二连接槽靠近第一缺口的一端开有第三弹簧腔；第三弹簧腔的侧面开有第二驱动杆槽；第二连接槽的另一端开有两个对称的第八轴孔；第二摆杆上靠近第二弹簧腔的一侧开有第六轴孔；第二摆杆通过第六轴孔与第五支撑轴的配合安装在三个第二支撑架中靠近第一支撑架的一个第二支撑架上；第二摆杆开有第一缺口的一端位于相邻第一驱动杆的斜下侧；第四支撑轴安装在传动杆上的圆形通孔中；传动杆通过第四支撑轴与两个第八轴孔的配合安装在第二摆杆上开有第二连接槽的一端；传动齿的一端安装在传动杆上；传动齿的另一端与传动环内圆面上的齿牙配合；板簧的两端分别安装在传动杆与第二摆杆相连处的上端；且板簧的一端安装在传动杆上，板簧的另一端安装在第二摆杆上；第二驱动杆的一端安装在第三弹簧腔中；第二驱动杆的另一端安装有凸起，且位于第三弹簧腔外；凸起与传动杆的凹形端配合；第二驱动杆上位于第三弹簧腔内的一端的侧面安装有第一驱动杆；第三驱动杆安装在的一端第一驱动杆上；且第三驱动杆的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆的两端安装有两个第四驱动杆；且两个第四驱动杆与第一驱动杆分别位于第三驱动杆的两侧；第二驱动杆与第三弹簧腔之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第三弹簧腔的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆端面上；

上述第三摆杆的一端开有对称的两个第三缺口；第三摆杆的另一端开有第二连接槽，第二连接槽靠近第三缺口的一端开有第三弹簧腔；第三弹簧腔的侧面开有第二驱动杆槽；第二连接槽的另一端开有两个对称的第八轴孔；第三摆杆上靠近第三弹簧腔的一侧开有第六轴孔；第二摆杆通过第六轴孔与第五支撑轴的配合安装在三个第二支撑架中位于中间的一个第二支撑架上；第三摆杆开有第三缺口的一端位于相邻第一驱动杆的斜上侧；传动杆的一端为凹形状；且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴安装在传动杆上的圆形通孔中；传动杆通过第四支撑轴与两个第八轴孔的配合安装在第三摆杆上开有第二连接槽的一端；传动齿的一端安装在传动杆上；传动齿的另一端与传动环内圆面上的齿牙配合；板簧的两端分别安装在传动杆与第三摆杆相连处的下端；且板簧的一端安装在传动杆上，板簧的另一端安装在第三摆杆上；第二驱动杆的一端安装在第三弹簧腔中；第二驱动杆的另一端安装有凸起，且位于第三弹簧腔外；凸起与传动杆的凹形端配合；第二驱动杆上位于第三弹簧腔内的一端的侧面安装有第一驱动杆；第三驱动杆安装在的一端第一驱动杆上；且第三驱动杆的两端以第一驱动杆为中心上下对称；第三驱动杆的两端安装有两个第四驱动杆；且两个第四驱动杆与第一驱动杆分别位于第三驱动杆的两侧；第二驱动杆与第三弹簧腔之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第三弹簧腔的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆端面上；

上述第四摆杆的一端开有对称的两个第二缺口；第四摆杆的另一端开有第三连接槽，第三连接槽靠近第二缺口的一端开有第二弹簧腔；第三连接槽的另一端开有两个对称的第四轴孔；第四摆杆上靠近第二弹簧腔的一侧开有第五轴孔；第四摆杆通过第五轴孔与第五支撑轴的配合安装在三个第二支撑架中远离第一支撑架的一个第二支撑架上；第四摆杆开有第二缺口的一端位于相邻第一驱动杆的斜下侧；传动杆的一端为凹形状；且靠近凹形状的一端开有圆形通孔；第四支撑轴安装在传动杆上的圆形通孔中；传动杆通过第四支撑轴与两个第四轴孔的配合安装在第四摆杆上开有第三连接槽的一端；传动齿的一端安装在传动杆上；传动齿的另一端与传动环内圆面上的齿牙配合；板簧的两端分别安装在传动杆与第四摆杆相连处的上端；且板簧的一端安装在传动杆上，板簧的另一端安装在第四摆杆上；第二驱动杆的一端安装在第二弹簧腔中；第二驱动杆的另一端安装有凸起，且位于第二弹簧腔外；凸起与传动杆的凹形端配合；第二驱动杆与第二弹簧腔之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在第二弹簧腔的端面上；弹簧的另一端安装在第二驱动杆端面上；

上述离合器包括离合器外环、凸起齿牙、伸缩驱动杆、弹簧、伸缩外套、转轴、转动槽、方形孔、连接轴、传动圆环、伺服电机、环形槽、离合器内环，其中离合器内环两侧端面上开有对称的两个导向圆槽；离合器内环通过两个导向圆槽与四个导轨的配合安装在两个第一支撑杆之间；离合器内环的内部开有环形槽；离合器内环的外圆面上周向开有许多方形孔；且方形孔与环形槽相通；环形槽与每个方形之间所安结构完全相同，对于其中任意一个，伸缩外套安装在环形槽上；且伸缩外套与方形孔配合；伸缩驱动杆的侧面的上端开有圆形通孔；伸缩驱动杆的另一端安装在伸缩外套的内侧；位于伸缩外套上伸缩驱动杆与环形槽之间安装有弹簧；且弹簧的一端安装在伸缩驱动杆上，弹簧的另一端安装在环形槽上；凸起齿牙的下端开有转动槽；转动槽内侧安装有转轴；凸起齿牙通过转轴与伸缩驱动杆上的圆形通孔配合安装在伸缩驱动杆上；且凸起齿牙穿过方形孔；传动圆环的一端与凸起齿牙通过销孔和销钉相互连接；伺服电机的一端安装在环形槽内靠近传动圆环的一端；伺服电机的另一端通过伺服电机转轴安装有三个周向均匀分布的连接轴；传动圆环的另一端安装在三个连接轴上；离合器外环的内圆面上开有许多齿牙；离合器外环通过内圆面上的齿牙与凸起齿牙的啮合安装在离合器内环的外圆面上；且离合器外环的外圆面安装有上指壳；

上述安装在第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆上的板簧强度依次加大。

2.根据权利要求1所述的一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指，其特征在于：上述作为第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆的替换方案为第一摆杆、第二摆杆和第三摆杆或第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆、第四摆杆和第五摆杆。

3.根据权利要求1所述的一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指，其特征在于：当第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆驱动上指时，电子锁处于断开状态；当第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆回位并没有驱动上指时，此时电子锁处于锁死状态。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指，其特征在于：上述电子锁通过PLC芯片控制开合。

5.根据权利要求1所述的一种基于杠杆变扭的双向驱动机器手指，其特征在于：上述作为上指与下指的替换方案其还包括中指。现上指与中指、中指与下指的驱动关系与原上指与下指的驱动关系相同。