CN108544518B - 一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，包括手掌组件、以及设置在手掌组件上的拇指组件、食指组件、中指组件，无名指组件、小指组件，本发明结构简单、设计合理、抓握灵巧，通过拇指的旋转电机，可实现机械手以多种方式抓握物体；本发明通过两种不同的驱动模式解决了机械手抓握物体慢，且抓握力较小的问题，本发明能够快速抓握物体、且产生的抓握力大；本发明通过采用四杆机构，在不影响实现机器手基本日常生活功能的条件下减少了手指驱动电机的数量，同时也减小了机器手的复杂程度，这不仅在很大程度上减少了机器手的制造成本，同时也相应的减轻了机器手重量，因此，在制造成本以及机器手的质量大小方面本发明具有突出的优势。

Description

一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手

技术领域

本发明涉及一种机器人技术领域，尤其是一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，机器人也得到了快速发展，并广泛运用于各个领域，机械手是机器人工作的最终执行机构，其性能直接决定了机器人的工作能力。与人类相似，具有高度通用性与灵巧性的机械手的开发十分必要。

当前，国内包括北航、清华、哈工大和中科院自动化研究所等单位有一些灵巧机械手的技术研究。但是，其体积较大、重量较高、非五指全驱动，灵巧性不足。国外，包括shadowhand等在内的机械手虽然具有较高的灵巧性，但是结构复杂，生产成本较高，而且驱动装置的能量密度要远低于人手，其在动作的灵活性上，或是在抓取力的大小上与人手都有很大的差距，并且制造成本高昂，这些都为仿生机器手的实际应用增加了阻碍。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种灵活性较高的主动双模式绳驱动五指灵巧机械手。

本发明的技术方案为：一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，包括手掌组件、以及设置在手掌组件上的拇指组件、食指组件、中指组件，无名指组件、小指组件，其中，所述的食指组件、中指组件、无名指组件、小指组件具有速度模式和力模式两种驱动模式。

进一步的，所述的手掌组件为一安装板，该安装板用于安装拇指组件、食指组件、中指组件，无名指组件、小指组件。

进一步的，所述的拇指组件包括第一拇指关节、第二拇指关节、拇指驱动电机、拇指旋转电机、拇指连架杆、蜗轮a、蜗轮b、蜗轮连杆，所述第一拇指关节的端部通过拇指连接轴与第二拇指关节的端部活动连接，所述第二拇指关节的另一端部外侧设置有拇指连接板a和拇指连接板b，所述的蜗轮连杆通过蜗轮轴设置在拇指连接板a和拇指连接板b上，并且所述蜗轮连杆之间的蜗轮轴上还设置有蜗轮a，所述的蜗轮a与蜗杆a齿合，所述的蜗杆a通过减速器a与设置在第二拇指关节下端的驱动电机传动连接，所述第一拇指关节与蜗轮连杆之间还设置有拇指连架杆，通过拇指驱动电机驱动蜗杆a旋转，从而驱动蜗轮a旋转，进而带动第一拇指关节和第二拇指关节向手掌组件方向转动；所述蜗轮b通过主转轴设置在蜗轮连杆下端，所述的蜗轮b与蜗杆b齿合，所述的蜗杆b通过减速器b与设置在安装板下端的拇指旋转电机传动连接，通过拇指旋转电机驱动蜗杆b旋转，从而通过蜗杆b带动蜗轮连杆左右转动，从而带动第一拇指关节和第二拇指关节左右转动。

进一步的，所述的食指组件包括第一食指关节、第二食指关节、第三食指关节、第一食指电机、第二食指电机、食指齿轮、第一食指绕线轮、第二食指绕线轮、食指连架杆、食指驱动绳，所述的第一食指关节与第二食指关节铰接在一起，所述的第二食指关节与第三食指关节铰接在一起，所述的第一食指关节和第三食指关节之间还设置有食指连架杆，

所述的第三食指关节上设置有第一食指电机，并且所述的第一食指电机通过减速器c与食指齿轮轴传动连接，所述的食指齿轮轴上设置有食指齿轮，所述的食指齿轮与第二食指绕线轮齿合，所述的第二食指绕线轮设置在食指绕线轮轴上，并且所述的第二食指绕线轮外套设有第二食指轴瓦，所述的第二食指轴瓦与第三食指关节的座孔过盈连接；

所述的食指绕线轮轴上还设置有第一食指绕线轮，并且所述的第一食指绕线轮外侧还套设有第一食指轴瓦，所述的第一食指轴瓦与第三食指关节的另一座孔过盈连接，所述的食指绕线轮轴通过加速器d与第二食指电机传动连接，所述的第二食指电机设置在安装板下端；

所述的第一食指绕线轮上固定连接有两食指驱动绳，两食指驱动绳的另一端相互交错穿过第二食指绕线轮上的通孔，并穿过第二食指关节与第一食指关节连接。

进一步的，所述的中指组件包括第一中指关节、第二中指关节、第三中指关节、第一中指电机、第二中指电机、中指齿轮、第一中指绕线轮、第二中指绕线轮、中指连架杆、中指驱动绳，所述的第一中指关节与第二中指关节铰接在一起，所述的第二中指关节与第三中指关节铰接在一起，所述的第一中指关节和第三中指关节之间还设置有中指连架杆；

所述的第一中指电机通过中指卡套a设置在第三中指关节上，并且所述的第一中指电机通过减速器c与中指齿轮轴传动连接，所述的中指齿轮轴上设置有中指齿轮，所述的中指齿轮与第二中指绕线轮齿合，所述的第二中指绕线轮设置在中指绕线轮轴上，并且所述的第二中指绕线轮外套设有第二中指轴瓦，所述的第二中指轴瓦与第三中指关节的座孔过盈连接；

所述的中指绕线轮轴上还设置有第一中指绕线轮，并且所述的第一中指绕线轮外侧还套设有第一中指轴瓦，所述的第一中指轴瓦与第三中指关节的另一座孔过盈连接，所述的中指绕线轮轴通过加速器d与第二中指电机传动连接，所述的第二中指电机设置在安装板下端；

所述的第一中指绕线轮上固定连接有两中指驱动绳，两中指驱动绳的另一端相互交错穿过第二中指绕线轮上的通孔，并穿过第二中指关节与第一中指关节连接。

进一步的，所述的无名指组件包括第一无名指关节、第二无名指关节、第三无名指关节、第一无名指电机、第二无名指电机、无名指齿轮、第一无名指绕线轮、第二无名指绕线轮、无名指连架杆、无名指驱动绳，所述的第一无名指关节与第二无名指关节铰接在一起，所述的第二无名指关节与第三无名指关节铰接在一起，所述的第一无名指关节和第三无名指关节之间还设置有无名指连架杆，

所述的第三无名指关节上设置有第一无名指电机，并且所述的第一无名指电机通过减速器c与无名指齿轮轴传动连接，所述的无名指齿轮轴上设置有无名指齿轮，所述的无名指齿轮与第二无名指绕线轮齿合，所述的第二无名指绕线轮设置在无名指绕线轮轴上，并且所述的第二无名指绕线轮外套设有第二无名指轴瓦，所述的第二无名指轴瓦与第三无名指关节的座孔过盈连接；

所述的无名指绕线轮轴上还设置有第一无名指绕线轮，并且所述的第一无名指绕线轮外侧还套设有第一无名指轴瓦，所述的第一无名指轴瓦与第三无名指关节的另一座孔过盈连接，所述的无名指绕线轮轴通过加速器d与第二无名指电机传动连接，所述的第二无名指电机设置在安装板下端；

所述的第一无名指绕线轮上固定连接有两无名指驱动绳，两无名指驱动绳的另一端相互交错穿过第二无名指绕线轮上的通孔，并穿过第二无名指关节与第一无名指关节连接。

进一步的，所述的小指组件包括第一小指关节、第二小指关节、第三小指关节、第一小指电机、第二小指电机、小指齿轮、第一小指绕线轮、第二小指绕线轮、小指连架杆、小指驱动绳，所述的第一小指关节与第二小指关节铰接在一起，所述的第二小指关节与第三小指关节铰接在一起，所述的第一小指关节和第三小指关节之间还设置有小指连架杆，

所述的第三小指关节上设置有第一小指电机，并且所述的第一小指电机通过减速器c与小指齿轮轴传动连接，所述的小指齿轮轴上设置有小指齿轮，所述的小指齿轮与第二小指绕线轮齿合，所述的第二小指绕线轮设置在小指绕线轮轴上，并且所述的第二小指绕线轮外套设有第二小指轴瓦，所述的第二小指轴瓦与第三小指关节的座孔过盈连接；

所述的小指绕线轮轴上还设置有第一小指绕线轮，并且所述的第一小指绕线轮外侧还套设有第一小指轴瓦，所述的第一小指轴瓦与第三小指关节的另一座孔过盈连接，所述的小指绕线轮轴通过加速器d与第二小指电机传动连接，所述的第二小指电机设置在安装板下端；

所述的第一小指绕线轮上固定连接有两小指驱动绳，两小指驱动绳的另一端相互交错穿过第二小指绕线轮上的通孔，并穿过第二小指关节与第一小指关节连接。

进一步的，所述的第一拇指关节上还设置有多个压力传感器。

进一步的，所述的拇指旋转电机通过旋转电机安装座设置在安装板下端。

进一步的，所述主转轴通过主轴套焊接在安装板下端。

进一步的，所述的第一食指关节上还设置有食指拉力传感器，所述的食指拉力传感器通过食指拉力传感器销轴活动设置在第一食指关节上。

进一步的，所述的第一食指关节上还设置有第一食指滚筒，所述的第二食指关节上设置有第二食指滚筒和第三食指滚筒，所述的两食指驱动绳的一端固定在第一食指绕线轮上，另一端交错穿过第二食指绕线轮上的通孔，并依次经过第三食指滚筒、第二食指滚筒、第一食指滚筒与食指拉力传感器固定连接。

进一步的，所述的第一中指关节上还设置有中指拉力传感器，所述的中指拉力传感器通过中指拉力传感器销轴活动设置在第一中指关节上。

进一步的，所述的第一中指关节上还设置有第一中指滚筒，所述的第二中指关节上设置有第二中指滚筒和第三中指滚筒，所述的两中指驱动绳的一端固定在第一中指绕线轮上，另一端交错穿过第二中指绕线轮上的通孔，并依次经过第三中指滚筒、第二中指滚筒、第一中指滚筒与拉力传感器固定连接。

进一步的，所述的第一无名指关节上还设置有无名指拉力传感器，所述的无名指拉力传感器通过无名指拉力传感器销轴活动设置在第一无名指关节上。

进一步的，所述的第一无名指关节上还设置有第一无名指滚筒，所述的第二无名指关节上设置有第二无名指滚筒和第三无名指滚筒，所述的两无名指驱动绳的一端固定在第一无名指绕线轮上，另一端交错穿过第二无名指绕线轮上的通孔，并依次经过第三无名指滚筒、第二无名指滚筒、第一无名指滚筒与拉力传感器固定连接。

进一步的，所述的第一小指关节上还设置有小指拉力传感器，所述的小指拉力传感器通过小指拉力传感器销轴活动设置在第一小指关节上。

进一步的，所述的第一小指关节上还设置有第一小指滚筒，所述的第二小指关节上设置有第二小指滚筒和第三小指滚筒，所述的两小指驱动绳的一端固定在第一小指绕线轮上，另一端交错穿过第二小指绕线轮上的通孔，并依次经过第三小指滚筒、第二小指滚筒、第一小指滚筒与拉力传感器固定连接。

本发明的有益效果为：

1、结构简单、设计合理、抓握灵巧，通过拇指的旋转电机，可实现机械手以多种方式抓握物体；

2、本发明通过两种不同的驱动模式解决了机械手抓握物体慢，且抓握力较小的问题，本发明能够快速抓握物体、且产生的抓握力大；

3、本发明通过采用四杆机构，在不影响实现机器手基本日常生活功能的条件下减少了手指驱动电机的数量，同时也减小了机器手的复杂程度，这不仅在很大程度上减少了机器手的制造成本，同时也相应的减轻了机器手重量，因此，相对于现有机器手来说，在制造成本以及机器手的质量大小方面本发明具有突出的优势。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明拇指组件的结构示意图；

图3为本发明食指组件的结构示意图；

图4为本发明食指组件的截面示意图；

图5为本发明中指组件的结构示意图；

图6为本发明无名指组件的结构示意图；

图7为本发明小指组件的结构示意图；

图8为本发明抓握柱体的示意图，图中，A为抓握柱体前的示意图，B为握紧后的示意图。

图中，1-安装板，2-拇指组件，3-食指组件，4-中指组件，5-无名指组件，6-小指组件，20-第一拇指关节，21-第二拇指关节，22-拇指驱动电机，23-拇指旋转电机，24-拇指连架杆，25-蜗轮a，26-蜗轮b，27-蜗轮连杆，28-蜗杆a，29-蜗杆b，210-拇指连接板a，211-拇指连接板b，212-减速器a，30-第一食指关节，31-第二食指关节，32-第三食指关节，33-第一食指电机，34-第二食指电机，35-食指齿轮，36-第一食指绕线轮，37-第二食指绕线轮，38-食指连架杆，39-食指驱动绳，310-食指拉力传感器，311-第一食指滚筒，312-第二食指滚筒，313-第三食指滚筒，314-食指绕线轮轴，40-第一中指关节，41-第二中指关节，42-第三中指关节，43-第一中指电机，44-第二中指电机，45-中指齿轮，46-第一中指绕线轮，47-第二中指绕线轮，48-中指连架杆，49-中指拉力传感器，410-第一中指滚筒，411-第二中指滚筒，412-第三中指滚筒，413-中指绕线轮轴，50-第一无名指关节，51-第二无名指关节，52-第三无名指关节，53-第一无名指电机，54-第二无名指电机，55-无名指齿轮，56-第一无名指绕线轮，57-第二无名指绕线轮，58-无名指连架杆，59-无名指拉力传感器，510-第一无名指滚筒，511-第二无名指滚筒，512-第三无名指滚筒，513-无名指绕线轮轴，60-第一小指关节，61-第二小指关节，62-第三小指关节，63-第一小指电机，64-第二小指电机，65-小指齿轮，66-第一小指绕线轮，67-第二小指绕线轮，68-小指连架杆，69-小指拉力传感器，610-第一小指滚筒，612-第二小指滚筒，613-第三小指滚筒，614-小指绕线轮轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，包括手掌组件、以及设置在手掌组件上的拇指组件2、食指组件3、中指组件4，无名指组件5、小指组件6。

进一步的，所述的手掌组件为一安装板1，该安装板1上开设有多个长孔，该安装板1主要用于安装拇指组件2、食指组件3、中指组件4，无名指组件5、小指组件6。

进一步的，如图2所示，所述的拇指组件2包括第一拇指关节20、第二拇指关节21、拇指驱动电机22、拇指旋转电机23、拇指连架杆24、蜗轮a25、蜗轮b26、蜗轮连杆27，所述第一拇指关节20的端部通过拇指连接轴与第二拇指关节21的端部活动连接，所述第二拇指关节21的另一端部外侧设置有拇指连接板a210和拇指连接板b211，所述的蜗轮连杆27通过蜗轮轴设置在拇指连接板a210和拇指连接板b211上，并且所述蜗轮连杆27之间的蜗轮轴上还设置有蜗轮a25，所述的蜗轮a25与蜗杆a28齿合，所述的蜗杆a28通过减速器a212与设置在第二拇指关节21下端的驱动电机22传动连接，所述第一拇指关节20与蜗轮连杆27之间还设置有拇指连架杆24，通过拇指驱动电机22驱动蜗杆a28旋转，从而驱动蜗轮a25旋转，进而带动第一拇指关节20和第二拇指关节21向手掌组件方向转动；所述蜗轮b26通过主转轴设置在蜗轮连杆27下端，所述的蜗轮b26与蜗杆b29齿合，所述的蜗杆b29通过减速器b与设置在安装板1下端的拇指旋转电机23传动连接，通过拇指旋转电机23驱动蜗杆b29旋转，从而通过蜗杆b29带动蜗轮b26转动，从而驱动蜗轮连杆27左右转动，从而带动第一拇指关节20和第二拇指关节21左右转动。

进一步的，如图3、图4所示，所述的食指组件3包括第一食指关节30、第二食指关节31、第三食指关节32、第一食指电机33、第二食指电机34、食指齿轮35、第一食指绕线轮36、第二食指绕线轮37、食指连架杆38、食指驱动绳39，所述的第一食指关节30与第二食指关节31铰接在一起，所述的第二食指关节31与第三食指关节32铰接在一起，所述的第一食指关节30和第三食指关节32之间还设置有食指连架杆38，并且所述的第一食指关节30上还设置有食指拉力传感器310，该所述的食指拉力传感器310通过食指拉力传感器销轴活动设置在第一食指关节30上，所述的第一食指关节30上还设置有第一食指滚筒311，所述的第二食指关节31上还设置有第二食指滚筒312和第三食指滚筒313，所述的第三食指关节32上设置有第一食指电机33，并且所述的第一食指电机33通过减速器c与食指齿轮轴传动连接，所述的食指齿轮轴上设置有食指齿轮35，所述的食指齿轮35与第二食指绕线轮37齿合，所述的第二食指绕线轮37设置在食指绕线轮轴314上，并且所述的第二食指绕线轮37外套设有第二食指轴瓦，所述的第二食指轴瓦与第三食指关节32的座孔过盈连接；所述的绕食指绕线轮轴314上还设置有第一食指绕线轮36，并且所述的第一食指绕线轮36外侧还套设有第一食指轴瓦，所述的第一食指轴瓦与第三食指关节32的另一座孔过盈连接，所述的食指绕线轮轴314通过加速器d与第二食指电机34传动连接，所述的第二食指电机34设置在安装板1下端；所述的两食指驱动绳39的一端固定在第一食指绕线轮36上，另一端交错穿过第二食指绕线轮37上的通孔，并依次经过第三食指滚筒313、第二食指滚筒312、第一食指滚311筒与食指拉力传感器310固定连接，在速度模式下，第二食指电机34驱动第一食指绕线轮36转动，从而使得食指驱动绳39在食指绕线轮轴314上快速缠绕，从而使得食指驱动绳39在短时间内产生较大的收缩量，从而控制第一食指关节30、第二食指关节31按照食指驱动绳39的伸缩轨迹运动，并通过食指拉力传感器310检测食指驱动绳39的拉力大小，当拉力超过食指组件3在无负载情况下的最大拉力预设值时，转换为力模式，通过第一食指电机33驱动食指齿轮35转动，通过食指齿轮35驱动第二食指绕线轮37旋转，由于食指驱动绳39从第二食指绕线轮37上的通孔穿过，故第二食指绕线轮37的转动会带动两食指驱动绳39以很小的半径缠绕，根据P＝Tω ,其中，P为第一食指电机33的功率，T为扭矩，ω为角速度，在功率P不变的情况下，角速度ω越小，则扭矩T越大，在力模式下，角速度较小，从而可获得较大的扭矩，并且由于两食指驱动绳39以较小的半径缠绕，从而获得较大的收缩力，从而实现对抓持对象产生较大的抓取力。

进一步的，如图5所示，所述的中指组件4包括第一中指关节40、第二中指关节41、第三中指关节42、第一中指电机43、第二中指电机44、中指齿轮45、第一中指绕线轮46、第二中指绕线轮47、中指连架杆48、中指驱动绳，所述的第一中指关节40与第二中指关节41铰接在一起，所述的第二中指关节41与第三中指关节42铰接在一起，所述的第一中指关节40和第三中指关节42之间还设置有中指连架杆48，所述的第一中指关节40上还设置有中指拉力传感器49，所述的中指拉力传感器49通过中指拉力传感器销轴活动设置在第一中指关节40上，所述的第一中指关节40上还设置有第一中指滚筒410，所述的第二中指关节41上还设置有第二中指滚筒411和第三中指滚筒412，所述的第一中指电机43通过中指卡套a设置在第三中指关节42上，并且所述的第一中指电机43通过减速器c与中指齿轮轴传动连接，所述的中指齿轮轴上设置有中指齿轮45，所述的中指齿轮45与第二中指绕线轮47齿合，所述的第二中指绕线轮47设置在中指绕线轮轴413上，并且所述的第二中指绕线轮47外套设有第二中指轴瓦，所述的第二中指轴瓦与第三中指关节42的座孔过盈连接；

所述的中指绕线轮轴413上还设置有第一中指绕线轮46，并且所述的第一中指绕线轮46外侧还套设有第一中指轴瓦，所述的第一中指轴瓦与第三中指关42节的另一座孔过盈连接，所述的中指绕线轮轴413通过加速器d与第二中指电机44传动连接，所述的第二中指电机44设置在安装板1下端；

所述的两中指驱动绳的一端固定在第一中指绕线轮46上，另一端交错穿过第二中指绕线轮47上的通孔，并依次经过第三中指滚筒412、第二中指滚筒411、第一中指滚筒410与中指拉力传感器49固定连接，所述的中指组件4也具有速度模式和力模式，其工作原理与食指组件3相同。

进一步的，如图6所示，所述的无名指组件5包括第一无名指关节50、第二无名指关节51、第三无名指关节52、第一无名指电机53、第二无名指电机54、无名指齿轮55、第一无名指绕线轮56、第二无名指绕线轮57、无名指连架杆58、无名指驱动绳，所述的第一无名指关节50与第二无名指关节51铰接在一起，所述的第二无名指关节51与第三无名指关52节铰接在一起，所述的第一无名指关节50和第三无名指关节52之间还设置有无名指连架杆58，所述的第一无名指关节50上还设置有无名指拉力传感器59，所述的无名指拉力传感器59通过无名指拉力传感器销轴活动设置在第一无名指关节50上，所述的第一无名指关节50上还设置有第一无名指滚筒510，所述的第二无名指关节51上设置有第二无名指滚筒511和第三无名指滚筒512；

所述的第三无名指关节52上设置有第一无名指电机53，并且所述的第一无名指电机53通过减速器c与无名指齿轮轴传动连接，所述的无名指齿轮轴上设置有无名指齿轮55，所述的无名指齿轮55与第二无名指绕线轮57齿合，所述的第二无名指绕线轮57设置在无名指绕线轮轴513上，并且所述的第二无名指绕线轮57外套设有第二无名指轴瓦，所述的第二无名指轴瓦与第三无名指关节52的座孔过盈连接；

所述的无名指绕线轮轴513上还设置有第一无名指绕线轮56，并且所述的第一无名指绕线轮56外侧还套设有第一无名指轴瓦，所述的第一无名指轴瓦与第三无名指关节52的另一座孔过盈连接，所述的无名指绕线轮轴513通过加速器d与第二无名指电机54传动连接，所述的第二无名指电机54设置在安装板1下端；

所述的两无名指驱动绳的一端固定在第一无名指绕线轮56上，另一端交错穿过第二无名指绕线轮57上的通孔，并依次经过第三无名指滚筒512、第二无名指滚筒511、第一无名指滚筒510与无名指拉力传感器59固定连接，所述的无名指组件5也具有速度模式和力模式，其工作原理与食指组件3相同。

进一步的，如图7所示，所述的小指组件6包括第一小指关节60、第二小指关节61、第三小指关节62、第一小指电机63、第二小指电机64、小指齿轮65、第一小指绕线轮66、第二小指绕线轮67、小指连架杆68、小指驱动绳，所述的第一小指关节60与第二小指关节61铰接在一起，所述的第二小指关节61与第三小指关节62铰接在一起，所述的第一小指关节60和第三小指关节61之间还设置有小指连架杆68，所述的第一小指关节60上还设置有小指拉力传感器69，所述的小指拉力传感器69通过小指拉力传感器销轴活动设置在第一小指关节60上，所述的第一小指关节60上还设置有第一小指滚筒610，所述的第二小指关节61上设置有第二小指滚筒611和第三小指滚筒612；

所述的第三小指关节62上设置有第一小指电机63，并且所述的第一小指电机63通过减速器c与小指齿轮轴传动连接，所述的小指齿轮轴上设置有小指齿轮65，所述的小指齿轮65与第二小指绕线轮67齿合，所述的第二小指绕线轮67设置在小指绕线轮轴613上，并且所述的第二小指绕线轮67外套设有第二小指轴瓦，所述的第二小指轴瓦与第三小指关节62的座孔过盈连接；

所述的小指绕线轮轴613上还设置有第一小指绕线轮66，并且所述的第一小指绕线轮66外侧还套设有第一小指轴瓦，所述的第一小指轴瓦与第三小指关节62的另一座孔过盈连接，所述的小指绕线轮轴613通过加速器d与第二小指电机64传动连接，所述的第二小指电机64设置在安装板1下端；

所述的两小指驱动绳的一端固定在第一小指绕线轮66上，另一端交错穿过第二小指绕线轮67上的通孔，并依次经过第三小指滚筒612、第二小指滚筒611、第一小指滚筒610与小指拉力传感器69固定连接，所述的小指组件6也具有速度模式和力模式，其工作原理与食指组件3相同。

进一步的，所述的第一拇指关节20上还设置有多个压力传感器。

进一步的，所述的拇指旋转电机23通过旋转电机安装座设置在安装板1下端。

进一步的，所述主转轴通过主轴套焊接在安装板1下端。

如图8所示，当机械手抓握柱体时，大拇指组件2在拇指旋转电机23的作用下绕主转轴向左转动一定角度，拇指驱动电机22驱动第一拇指关节20向安装板1方向运动，第一拇指关节20接触到柱体表面后两者之间将会产生作用力，并通过设置在第一拇指关节20上的压力传感器测量，当作用力超过预设最大值时，拇指驱动电机22停止转动，此时，由于蜗轮a25与蜗杆a28，以及蜗轮b26和蜗杆b29的自锁使得大拇指组件2不会出现松动的情况，并且食指组件3、中指组件4、无名指组件5、小指组件6通过相应的电机和驱动绳的作用下向安装板方向握紧，从而抓紧柱体。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (5)

1.一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，包括手掌组件、以及设置在手掌组件上的拇指组件、食指组件、中指组件，无名指组件、小指组件，所述的食指组件、中指组件，无名指组件、小指组件具有速度模式和力模式；

所述的拇指组件包括第一拇指关节、第二拇指关节、拇指驱动电机、拇指旋转电机、拇指连架杆、蜗轮a、蜗轮b、蜗轮连杆，所述第一拇指关节的端部通过拇指连接轴与第二拇指关节的端部活动连接，所述第二拇指关节的另一端部外侧设置有拇指连接板a和拇指连接板b，所述的蜗轮连杆通过蜗轮轴设置在拇指连接板a和拇指连接板b上，并且所述蜗轮连杆之间的蜗轮轴上还设置有蜗轮a，所述的蜗轮a与蜗杆a齿合，所述的蜗杆a通过减速器a与设置在第二拇指关节下端的驱动电机传动连接，所述第一拇指关节与蜗轮连杆之间还设置有拇指连架杆，通过拇指驱动电机驱动蜗杆a旋转，从而驱动蜗轮a旋转，进而带动第一拇指关节和第二拇指关节向手掌组件方向转动；所述蜗轮b通过主转轴设置在蜗轮连杆下端，所述的蜗轮b与蜗杆b齿合，所述的蜗杆b通过减速器b与设置在安装板下端的拇指旋转电机传动连接，通过拇指旋转电机驱动蜗杆b旋转，从而通过蜗杆b带动蜗轮连杆左右转动，从而带动第一拇指关节和第二拇指关节左右转动；所述的第一拇指关节上还设置有多个压力传感器；

所述的食指组件包括第一食指关节、第二食指关节、第三食指关节、第一食指电机、第二食指电机、食指齿轮、第一食指绕线轮、第二食指绕线轮、食指连架杆、食指驱动绳，所述的第一食指关节与第二食指关节铰接在一起，所述的第二食指关节与第三食指关节铰接在一起，所述的第一食指关节和第三食指关节之间还设置有食指连架杆；所述的第三食指关节上设置有第一食指电机，并且所述的第一食指电机通过减速器c与食指齿轮轴传动连接，所述的食指齿轮轴上设置有食指齿轮，所述的食指齿轮与第二食指绕线轮齿合，所述的第二食指绕线轮设置在食指绕线轮轴上，并且所述的第二食指绕线轮外套设有第二食指轴瓦，所述的第二食指轴瓦与第三食指关节的座孔过盈连接；所述的食指绕线轮轴上还设置有第一食指绕线轮，并且所述的第一食指绕线轮外侧还套设有第一食指轴瓦，所述的第一食指轴瓦与第三食指关节的另一座孔过盈连接，所述的食指绕线轮轴通过加速器d与第二食指电机传动连接，所述的第二食指电机设置在安装板下端；所述的第一食指绕线轮上固定连接有两食指驱动绳，两食指驱动绳的另一端相互交错穿过第二食指绕线轮上的通孔，并穿过第二食指关节与第一食指关节连接；所述的第一食指关节上还设置有食指拉力传感器；

所述的中指组件包括第一中指关节、第二中指关节、第三中指关节、第一中指电机、第二中指电机、中指齿轮、第一中指绕线轮、第二中指绕线轮、中指连架杆、中指驱动绳，所述的第一中指关节与第二中指关节铰接在一起，所述的第二中指关节与第三中指关节铰接在一起，所述的第一中指关节和第三中指关节之间还设置有中指连架杆；所述的第一中指电机通过中指卡套a设置在第三中指关节上，并且所述的第一中指电机通过减速器c与中指齿轮轴传动连接，所述的中指齿轮轴上设置有中指齿轮，所述的中指齿轮与第二中指绕线轮齿合，所述的第二中指绕线轮设置在中指绕线轮轴上，并且所述的第二中指绕线轮外套设有第二中指轴瓦，所述的第二中指轴瓦与第三中指关节的座孔过盈连接；所述的中指绕线轮轴上还设置有第一中指绕线轮，并且所述的第一中指绕线轮外侧还套设有第一中指轴瓦，所述的第一中指轴瓦与第三中指关节的另一座孔过盈连接，所述的中指绕线轮轴通过加速器d与第二中指电机传动连接，所述的第二中指电机设置在安装板下端；所述的第一中指绕线轮上固定连接有两中指驱动绳，两中指驱动绳的另一端相互交错穿过第二中指绕线轮上的通孔，并穿过第二中指关节与第一中指关节连接；所述的第一中指关节上还设置有中指拉力传感器；

所述的无名指组件包括第一无名指关节、第二无名指关节、第三无名指关节、第一无名指电机、第二无名指电机、无名指齿轮、第一无名指绕线轮、第二无名指绕线轮、无名指连架杆、无名指驱动绳，所述的第一无名指关节与第二无名指关节铰接在一起，所述的第二无名指关节与第三无名指关节铰接在一起，所述的第一无名指关节和第三无名指关节之间还设置有无名指连架杆，所述的第三无名指关节上设置有第一无名指电机，并且所述的第一无名指电机通过减速器c与无名指齿轮轴传动连接，所述的无名指齿轮轴上设置有无名指齿轮，所述的无名指齿轮与第二无名指绕线轮齿合，所述的第二无名指绕线轮设置在无名指绕线轮轴上，并且所述的第二无名指绕线轮外套设有第二无名指轴瓦，所述的第二无名指轴瓦与第三无名指关节的座孔过盈连接；所述的无名指绕线轮轴上还设置有第一无名指绕线轮，并且所述的第一无名指绕线轮外侧还套设有第一无名指轴瓦，所述的第一无名指轴瓦与第三无名指关节的另一座孔过盈连接，所述的无名指绕线轮轴通过加速器d与第二无名指电机传动连接，所述的第二无名指电机设置在安装板下端；所述的第一无名指绕线轮上固定连接有两无名指驱动绳，两无名指驱动绳的另一端相互交错穿过第二无名指绕线轮上的通孔，并穿过第二无名指关节与第一无名指关节连接；所述的第一无名指关节上还设置有无名指拉力传感器；

所述的小指组件包括第一小指关节、第二小指关节、第三小指关节、第一小指电机、第二小指电机、小指齿轮、第一小指绕线轮、第二小指绕线轮、小指连架杆、小指驱动绳，所述的第一小指关节与第二小指关节铰接在一起，所述的第二小指关节与第三小指关节铰接在一起，所述的第一小指关节和第三小指关节之间还设置有小指连架杆；所述的第三小指关节上设置有第一小指电机，并且所述的第一小指电机通过减速器c与小指齿轮轴传动连接，所述的小指齿轮轴上设置有小指齿轮，所述的小指齿轮与第二小指绕线轮齿合，所述的第二小指绕线轮设置在小指绕线轮轴上，并且所述的第二小指绕线轮外套设有第二小指轴瓦，所述的第二小指轴瓦与第三小指关节的座孔过盈连接；所述的小指绕线轮轴上还设置有第一小指绕线轮，并且所述的第一小指绕线轮外侧还套设有第一小指轴瓦，所述的第一小指轴瓦与第三小指关节的另一座孔过盈连接，所述的小指绕线轮轴通过加速器d与第二小指电机传动连接，所述的第二小指电机设置在安装板下端；所述的第一小指绕线轮上固定连接有两小指驱动绳，两小指驱动绳的另一端相互交错穿过第二小指绕线轮上的通孔，并穿过第二小指关节与第一小指关节连接；所述的第一小指关节上还设置有小指拉力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，其特征在于：所述的第一食指关节上还设置有第一食指滚筒，所述的第二食指关节上设置有第二食指滚筒和第三食指滚筒，所述的两食指驱动绳的一端固定在第一食指绕线轮上，另一端交错穿过第二食指绕线轮上的通孔，并依次经过第三食指滚筒、第二食指滚筒、第一食指滚筒与食指拉力传感器固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，其特征在于：所述的第一中指关节上还设置有第一中指滚筒，所述的第二中指关节上设置有第二中指滚筒和第三中指滚筒，所述的两中指驱动绳的一端固定在第一中指绕线轮上，另一端交错穿过第二中指绕线轮上的通孔，并依次经过第三中指滚筒、第二中指滚筒、第一中指滚筒与中指拉力传感器固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，其特征在于：所述的第一无名指关节上还设置有第一无名指滚筒，所述的第二无名指关节上设置有第二无名指滚筒和第三无名指滚筒，所述的两无名指驱动绳的一端固定在第一无名指绕线轮上，另一端交错穿过第二无名指绕线轮上的通孔，并依次经过第三无名指滚筒、第二无名指滚筒、第一无名指滚筒与无名指拉力传感器固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手，其特征在于：所述的第一小指关节上还设置有第一小指滚筒，所述的第二小指关节上设置有第二小指滚筒和第三小指滚筒，所述的两小指驱动绳的一端固定在第一小指绕线轮上，另一端交错穿过第二小指绕线轮上的通孔，并依次经过第三小指滚筒、第二小指滚筒、第一小指滚筒与小指拉力传感器固定连接。