CN108673540A - 机械手指和机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手指，包括掌部，与掌部连接的中间指节和位于中间指节端部的远端指节，掌部包括位于其收张内侧的固定基座和位于其收张外侧并驱动中间指节转动的驱动装置；中间指节的内侧与固定基座之间设置有枢接的第一枢转轴；驱动装置连接于中间指节的外侧，包括在收掌动作时，驱动中间指节绕第一枢转轴摆动的收掌结构，和在张掌动作时，驱动中间指节弹性复位的张掌结构。通过驱动装置上设置的收掌结构和张掌结构，便利的实现机械手的收张，降低结构复杂性，同时利用中间指节的弹性复位的张掌结构，当机械手受到冲击时，通过弹性复位的张掌结构，对冲击进行缓冲，提高其工作结构的可靠性。本发明还公开了一种机械手。

Description

机械手指和机械手

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种机械手指和机械手。

背景技术

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，机械手的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，也可结合视觉系统自动完成部分操作，其构造和性能上兼有人和机械夹爪各自的优点。

现有技术中的仿人灵巧手的手指机械结构，其每个手指使用一个或多个驱动器，实现类似人手指抓握和松开的动作，机械手上通过设置多个手指可以组合形成多指灵巧手。

然而，现有技术中的仿人机械手结构，在驱动手指动作时，或使用绳驱动结构，导致结构复杂，故障率高，且较难维修；或采用直线驱动器结构，将直线驱动器置于机械手的手掌内侧，占用手掌的空间较大，会干扰手指的夹持动作；同时，现有的机械手结构，当驱动器锁死时，机械手的手指处于锁定状态，手指伸展状态下如有较大的外力作用，手指容易损坏。

因此，如何设计机械手，以提高机械手的结构可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种机械手指，以提高机械手的结构可靠性；本发明还提供了一种具有上述机械手指的机械手。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机械手指，包括掌部，与所述掌部连接的中间指节，和位于所述中间指节端部的远端指节，所述掌部包括位于其收张内侧的固定基座和位于其收张外侧并驱动所述中间指节转动的驱动装置；

所述中间指节的内侧与所述固定基座之间设置有枢接的第一枢转轴；所述驱动装置连接于所述中间指节的外侧，包括在收掌动作时，驱动所述中间指节绕所述第一枢转轴摆动的收掌结构。

优选地，在上述机械手指中，所述驱动装置还包括在张掌动作时，驱动所述中间指节弹性复位的张掌结构。

优选地，在上述机械手指中，所述收掌结构包括设置于所述中间指节的摆动外侧，并绕所述第一枢转轴布置的弧形导向槽；所述驱动装置上伸出有落于所述弧形导向槽内的驱动滑块。

优选地，在上述机械手指中，所述收掌结构包括设置于所述驱动装置的驱动端，并绕所述第一枢转轴布置的弧形限位槽，所述中间指节的外侧设置有与所述弧形导向槽滑移配合的收掌滑块，所述弧形限位槽沿其弧形方向的内侧设置为驱动所述收掌滑块动作的收掌始点。

优选地，在上述机械手指中，所述收掌结构包括第一端枢接于所述驱动装置的驱动端的拨杆，所述拨杆的第二端枢接连接于所述第一枢转轴；所述张掌结构连接于所述拨杆上和所述中间指节的摆动外侧。

优选地，在上述机械手指中，所述中间指节的摆动外侧设置有，在收掌动作时与所述拨杆的第一端抵接配合，和在张掌动作时与所述拨杆的第一端分离的接触部件。

优选地，在上述机械手指中，所述张掌结构包括位于所述中间指节的摆动外侧的第一回位块，位于所述驱动装置上的第二回位块，以及分别连接所述第一回位块和所述第二回位块并拖动二者相互靠近的弹性复位装置。

优选地，在上述机械手指中，所述弹性复位装置包括架设于所述第一回位块和所述第二回位块之间的复位弹簧。

优选地，在上述机械手指中，所述驱动装置为架设于所述固定基座上的直线驱动器；所述固定基座靠近所述掌部的腕部设置有架撑所述直线驱动器的伸缩杆的固定座，所述直线驱动器的驱动器本体可滑移的布置于所述固定基座上；所述驱动滑块和所述第二回位块均固装于所述驱动器本体的伸出端。

优选地，在上述机械手指中，所述驱动装置为架设于所述固定基座上的直线驱动器；所述固定基座靠近所述掌部的腕部设置有架撑所述直线驱动器的驱动器本体的固定座，所述直线驱动器的伸缩杆可滑移的布置于所述固定基座上；所述驱动滑块和所述第二回位块均固装于所述伸缩杆的伸出端。

优选地，在上述机械手指中，所述固定座上可开设有沿所述直线驱动器的伸出方向布置的导向滑道，所述伸缩杆的端部设置有与所述导向滑道滑移配合的滑块，所述固定座上设置有与所述减震滑块连接，对所述伸缩杆进行弹性支撑的弹性支撑装置。

优选地，在上述机械手指中，所述远端指节与所述中间指节之间设置有位于所述收张内侧的第二枢转轴，所述掌部上设置有驱动所述远端指节绕所述第二枢转轴转动的远端指节收张结构。

优选地，在上述机械手指中，所述远端指节收张结构包括驱动所述远端指节绕所述第二枢转轴摆动的第一收张连杆，所述第一收张连杆的第一端设置有与所述固定基座枢接的第三枢转轴，所述第一收张连杆的第二端设置有与所述远端指节的摆动外侧枢接的第四枢转轴。

优选地，在上述机械手指中，所述远端指节的摆动外侧设置有绕所述第二枢转轴布置的第二弧形导向槽，所述第四枢转轴可滑移的设置于所述第二弧形导向槽内；所述第一收张连杆的第二端和所述远端指节的摆动外侧之间架设有拖动所述远端指节弹性复位的第二张掌结构。

优选地，在上述机械手指中，所述第三枢转轴设置于所述固定基座靠近所述第一枢转轴的内侧。

优选地，在上述机械手指中，所述远端指节的摆动端设置有尾端指节，所述尾端指节与所述远端指节之间设置有位于所述收张内侧的第五枢转轴，所述中间指节上设置有驱动所述尾端指节绕所述第五枢转轴转动的尾端指节收张结构。

优选地，在上述机械手指中，所述尾端指节收张结构包括驱动所述尾端指节绕所述第五枢转轴摆动的第二收张连杆，所述第二收张连杆的第一端设置有与所述中间指节的收张内侧枢接的第六枢转轴，所述第二收张连杆的第二端设置有与所述尾端指节的摆动外侧枢接的第七枢转轴。

优选地，在上述机械手指中，还包括用于检测所述驱动装置受到的作用力的力传感器。

一种机械手，包括机械手掌部和设置于所述机械手掌部的机械手指，所述机械手指为上任意一项所述的机械手指。

本发明提供的机械手指，驱动装置的驱动通过驱动中间指节绕基座上第一枢转轴的转动，实现手指的收掌动作，张掌动作时，驱动装置收回，驱动装置的端部与中间指节的外侧设置弹性复位的张掌结构，驱动中间指节弹性张开。通过驱动装置上设置的收掌结构和张掌结构，便利的实现机械手的收张，降低结构复杂性，同时利用中间指节的弹性复位的张掌结构，当机械手受到收掌方向的冲击时，通过弹性复位的张掌结构，对冲击进行缓冲，提高其工作结构的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机械手指的结构示意图；

图2为图1中机械手指收掌后的结构示意图；

图3为图1中机械手指受外力收掌动作后的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的机械手指的拨杆结构示意图；

图5为图4中机械手指受外力收掌后待复位的结构示意图；

图6为图1中机械手指的直线驱动器倒置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的机械手指的远端指节受外力冲击后向内弯曲的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的机械手指的中间指节受外力冲击后驱动器伸长端滑块A发生滑动的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的机械手指中具有三节指节的机械手的结构示意图；

图10为图9中机械手指收掌后的结构示意图；

图11为图10中机械手指受外力收掌后的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种机械手指，提高了机械手的结构可靠性；本发明实施例还提供了一种具有上述机械手指的机械手。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，图1为本发明实施例提供的机械手指的结构示意图；图2为图1中机械手指收掌后的结构示意图；图3为图1中机械手指受外力作用运动到收掌位置的示意图。

需要说明的是，由于本实施例提供的机械手指图纸中，不同的图纸之间的区别主要体现在不同指节与掌部的连接结构不同，因此属于相同的部件，以及具有相同连接功能的部件采用相同的序号进行表示，特此说明。

本发明实施例提供了一种机械手指，该机械手指：包括掌部101，与掌部101连接的中间指节3和位于中间指节3端部的远端指节4，掌部101包括位于其收张内侧的固定基座1和位于其收张外侧并驱动中间指节3转动的驱动装置2；中间指节3的内侧与固定基座1之间设置有枢接的第一枢转轴B；驱动装置2连接于中间指节3的外侧，包括在收掌动作时，驱动中间指节3绕第一枢转轴B摆动的收掌结构，和在张掌动作时，驱动中间指节3弹性复位的张掌结构。

机械手在其掌部101上伸出中间指节3和远端指节4，中间指节3枢接于掌部基座1上，基座1的收张外侧设置驱动装置2，驱动装置2的驱动通过驱动中间指节3绕基座1上第一枢转轴B的转动，实现指节的收掌动作，张掌动作时，驱动装置2收回，驱动装置2的端部与中间指节3的外侧设置弹性复位的张掌结构，驱动中间指节3弹性张开。通过驱动装置2上设置的收掌结构和张掌结构，便利的实现机械手的收张，降低结构复杂性，同时利用中间指节3的弹性复位的张掌结构，当机械手受到收掌方向的冲击时，通过弹性复位的张掌结构，对冲击进行缓冲，提高其工作结构的可靠性。

在本案一具体实施例中，收掌结构包括设置于中间指节3的摆动外侧，并绕第一枢转轴B布置的弧形导向槽301；驱动装置2上伸出有落于弧形导向槽301内的驱动滑块D。收掌过程中，中间指节3带动远端指节4绕掌部101以第一枢转轴B为中心转动，此时中间指节3的摆动外侧以第一枢转轴B为中心转动，其摆动轨迹为绕第一枢转轴B的圆弧，驱动装置2与中间指节3的摆动外侧相抵，提供中间指节3的摆动动力。

在中间指节3的摆动外侧开设绕第一枢转轴B的弧形导向槽301，驱动装置2上伸出驱动滑块D，驱动滑块D与弧形导向槽301配合。弧形导向槽301的导向方向的两端分别设置为与驱动滑块D相抵以推动中间指节3摆动的第一止点，和对中间指节3的收合位置进行限位的第二止点。

弧形导向槽301沿其弧度延伸方向的两端，分别设置为驱动滑块D滑移的第一止点和第二止点，当机械手为张开状态时，驱动装置2为收回状态，驱动滑块D与弧形导向槽301的第一止点相抵，驱动装置2动作伸出，驱动滑块D与第一止点相抵，推动中间指节3绕第一枢转轴B摆动，当摆动至预置收掌位置时，驱动装置2停止动作；当机械手张开时，驱动装置2动作收回，驱动滑块D在弧形导向槽301内自由滑动，极限位置为与弧形导向槽301的第二止点相抵，此时中间指节3处于自由摆动状态，驱动滑块D在弧形导向槽301内的滑移不会对中间指节3的摆动产生影响。此时张掌结构开始介入工作，由其弹性复位机构拖动中间指节3摆动张开。可以理解的是，由于驱动滑块D和弧形导向槽301仅在机械手收掌时与中间指节3相抵，在机械手受到冲击时，中间指节3或远端指节4的收张形变，不会对驱动滑块D的滑移结构，以及收掌结构的弹性复位结构产生硬性破坏，提高了机械手的稳定性。

在本案一具体实施例中，收掌结构包括设置于驱动装置2的驱动端，并绕第一枢转轴B布置的弧形限位槽，中间指节3的外侧设置有与弧形限位槽滑移配合的收掌滑块，弧形限位槽沿其弧形方向的内侧设置为驱动收掌滑块动作的收掌始点。驱动滑块D和弧形限位槽的结构，用于中间指节3绕基座1摆动时，对中间指节3和基座1的连接结构提供除第一枢转轴B的第二摆动限位，由于驱动装置2与中间指节3的摆动外侧为可分离的驱动结构，设置弧形限位槽，可提供基座1与中间指节3摆动过程中的第二支撑点，提高摆动的结构稳定性。同时，由于中间指节3摆动轨迹为绕第一枢转轴B的圆弧，导向结构可设置为布置于中间指节3的摆动外侧的弧形导向槽，或设置于驱动装置2的驱动端的弧形限位槽，整体上通过滑块与弧形导向槽的结构提供中间指节3摆动的支撑限位。

以上，弧形限位槽和驱动滑块D的结构，为驱动装置2与中间指节3之间的驱动滑移结构，弧形限位槽可设置于驱动装置2的伸出端，也可以设置在中间指节3的摆动外侧，二者的区别在于，由驱动滑块D推动弧形限位槽摆动，或者由弧形限位槽带动驱动滑块D的摆动，二者摆动位置的交换均在本申请保护的范围内。

如图4和图5所示，图4为本发明实施例提供的机械手指的拨杆结构示意图；图5为图4中机械手指受外力收掌后待复位的结构示意图。

在本案一具体实施例中，收掌结构包括第一端枢接于驱动装置2的驱动端的拨杆2-3，拨杆2-3的第二端枢接连接于第一枢转轴B；张掌结构连接于拨杆2-3和中间指节3的摆动外侧。驱动装置2在驱动中间指节3动作时，通过驱动中间指节3的摆动外侧绕第一枢转轴B转动，即实现了对机械手的收掌动作。由于中间指节3的摆动外侧摆动轨迹为固定轨迹，驱动装置2在驱动中间指节3摆动时，其驱动端的行走路线为固定轨迹的弧形，且驱动装置仅在中间指节3转动收掌时进行驱动动作，而在张掌动作时，通过收掌结构对中间指节3进行拉伸复位。

张掌结构为弹性复位结构，将张掌结构设置有与中间指节3的摆动外侧和驱动装置2之间，由其弹性复位结构自动实现对中间指节的拉伸复位。

采用拨杆2-3为摆臂与中间指节3的摆动外侧相抵的结构中，拨杆2-3的第一端与驱动装置2的枢接结构，原有与弧形导向槽301配合的驱动滑块D在该位置转换为摆动枢转轴(D)的功能，二者同样起到对中间指节3驱动摆动的功能。

在本案一具体实施例中，中间指节3的摆动外侧设置有，在收掌动作时与拨杆2-3的第一端抵接配合，和在张掌动作时与拨杆2-3的第一端分离的接触部件302。拨杆2-3的第一端与驱动装置2枢接，同时其与中间指节3的摆动外侧相抵，推动中间指节3绕第一枢转轴B转动，中间指节3的摆动轨迹以及拨杆2-3的摆动轨迹重合，为了提高机械手结构紧凑性，在中间指节3的摆动外侧设置一接触部件302，拨杆2-3的第一端可设置接触部件302与中间指节3配合，提供驱动支点，提高驱动装置对中间指节3驱动结构的稳定性。

具体地，驱动装置2在收掌的过程中推动拨杆2-3顺时针转动，拨杆2-3推动接触部件302，接触部件302带动中间指节3的顺时针转动，通过设置拨杆2-3，仅需对驱动装置2的驱动路线进行限定，即可完成对中间指节3的摆动驱动。拨杆2-3连接第一枢转轴B和驱动装置2的驱动端，驱动装置动作时，与拨杆2-3构成曲柄连杆结构，推动中间指节3动作。

在本案一具体实施例中，张掌结构包括位于中间指节3的摆动外侧的第一回位块，位于驱动装置上的第二回位块，以及分别连接第一回位块和第二回位块并拖动二者相互靠近的弹性复位装置6。张掌结构提供机械手张开时，中间指节3摆动张开的复位动力。在驱动装置2的驱动端设置第二回位块，与中间指节3摆动外侧的第一回位块相配合，二者之间通过弹性复位装置连接，拉动中间指节3摆动复位。

第一回位块和第二回位块为架撑弹性复位装置6的拉伸支点。第一回位块设置为中间指节3的摆动外侧，优选设置为中间指节3的摆动外缘，第二回位块可采用驱动滑块D的安装位置，保证弹性复位装置6在拉伸时具有拖动中间指节3回位的最大摆动半径，降低中间指节3复位难度。

优选地，弹性复位装置6包括架设于第一回位块和第二回位块之间的复位弹簧。复位弹簧可直接连接第一回位块和第二回位块，在张掌动作时拉动中间指节3复位至与驱动装置2的伸出端相抵，复位弹簧也可以设置为单独与第一回位块连接的第一复位弹簧，与第二回位块连接的第二复位弹簧，由中间指节3的摆动外侧和驱动装置2的伸出端设置独立的复位支点，弹性复位装置6也可设置为弹性伸缩带，在机械手受到冲击时，中间指节3的过度摆动均可通过弹性复位装置提供冲击缓冲吸能，从而提高其抗冲击能力。

在本案一具体实施例中，驱动装置2为架设于固定基座上的直线驱动器；固定基座1靠近掌部的腕部设置有架撑直线驱动器2的伸缩杆2-2的固定座1-1，直线驱动器2的驱动器本体2-1可滑移的布置于固定基座1上；驱动滑块D和第二回位块均固装于驱动器本体2-1的伸出端。驱动装置设置为直线驱动器2，固定基座1靠近掌部的腕部位置设置固定座1-1，驱动器本体2-1滑移布置于固定基座1上，驱动器本体2-1的伸出端，通过弧形槽结构(包括上述结构中的弧形限位槽和弧形导向槽)进行摆动限位，也可以通过与拨杆铰接的结构，与中间指节3构成曲柄滑块结构，保证驱动装置伸缩过程中，满足中间指节3的摆动端形成圆弧驱动轨迹。

如图6所示，图6为图1中机械手指的直线驱动器倒置结构示意图。

在本案一具体实施例中，驱动装置2为架设于固定基座1上的直线驱动器；固定基座1靠近掌部101的腕部设置有架撑直线驱动器2的驱动器本体2-1的固定座1-1，直线驱动器2的伸缩杆2-2可滑移的布置于固定基座1上；驱动滑块D和第二回位块均固装于伸缩杆2-2的伸出端。直线驱动器可设置为由驱动器本体2-1驱动中间指节3转动的正向安装结构，也可以设置为由伸缩杆2-2驱动中间指节3转动的反向安装结构，其正向或反向布置结构，以不增加中间指节3的转动难度为佳。

在本案一具体实施例中，固定座1-1上开设有沿直线驱动器2的伸出方向布置的导向滑道1-2，伸缩杆2-2的端部设置有与导向滑道1-2滑移配合的减震滑块A，固定座1-1上设置有与减震滑块A连接，对伸缩杆2-2进行支撑的弹性支撑装置10。机械手在受到冲击时，前端指节结构为受力端，指节受冲击向收掌方向动作，冲击力通过中间指节3传递至直线驱动器2，瞬间的冲击会通过直线驱动器2的驱动端传递至其固装端。

通过在固定座1-1上开设沿直线驱动器2的伸出方向布置的导向滑道1-2，伸缩杆2-2的端部通过减震滑块A在导向滑道1-2内滑移配合，使得直线驱动器2的固定端可滑动地与固定底座1连接，同时，避免直线驱动器2正常工作过程中，直线驱动器2在导向滑道1-2内的摆动造成直线驱动器2的稳定性低，通过弹性支撑装置10将伸缩杆2-2的端部进行弹性支撑，在受到冲击时，由弹性支撑装置10对伸缩杆2-2端部减震滑块A在导向滑道1-2上的滑移进行弹性缓冲。具体地，弹性支撑装置10为在固定座1-1远离伸缩杆2-2的一端设置弹性拉伸装置，由弹性拉伸装置与伸缩杆2-2的端部连接，具体可直接连接至减震滑块A上，弹性拉伸装置对减震滑块A拖动与导向滑道1-2的一端相抵，在机械手受到冲击时，直线驱动器2受中间指节3拖动，进而带动直线驱动器2的伸缩端在导向滑道1-2内滑移减少冲击，而在正常收掌和张掌动作时，伸缩杆2-2的端部与导向滑道1-2的远端相抵，保证伸缩杆支撑结构稳定性。

当然，弹性支撑装置10也可以设置为靠近伸缩杆一端的弹性压缩装置，由弹性压缩装置将减震滑块A推动至导向滑道1-2远离伸缩杆2-2的一端，当受到冲击时，通过伸缩杆2-2带动减震滑块A挤压弹性压缩装置，提供对机械手的在冲击时的支撑。。

减震滑块A的作用与驱动滑块D的作用等同，机械手指上可同时设置减震滑块A和驱动滑块D的驱动结构，也可以独立设置驱动滑块D结构，以提高机械手指的减震能力。

导向滑道1-2包括并列布置的两列导向滑道，伸缩杆2-2位于两列导向滑道1-2之间，减震滑块A包括分别与两列导向滑道1-2滑移配合的两个，从而提高伸缩杆2-2固装结构的稳定性。弹性拉伸装置为拉伸弹簧，由拉伸弹簧分别连接固定座1-1的端部和伸缩杆2-2的固定端，并拉动伸缩杆2-2上的减震滑块A与导向滑道1-2远离直线驱动器2伸出方向的一侧的端部相抵。

如图7和图8所示，图7为本发明实施例提供的机械手指的远端指节受外力冲击后向内弯曲的结构示意图；图8为本发明实施例提供的机械手指的中间指节受外力冲击后减震滑块A发生滑移的结构示意图。

在图7中，机械手在正常张开手掌状态下，远端指节4为展开状态，受冲击时相对掌部101向内弯折，远端指节4冲击摆动的瞬间，拖动第二张掌结构7中的拉伸弹簧瞬时变形，由第二张掌机构7降低远端指节4的冲击造成对掌部的形变，从而提高对中间指节3和掌部101上直线驱动器的防护能力。

当机械手的冲击作用于中间指节3时，直线驱动器与中间指节3摆动位置的弹性复位装置6内部拉伸弹簧的形变不足以完全抵消其受到的冲击时，为了避免对直线驱动器的拉伸破坏，通过直线驱动器作用于固定基座1上的瞬时冲击，可通过弹性拉伸装置和导向滑槽1-2的滑移配合结构，降低冲击对直线驱动器的硬性冲击，进而提高机械手的抗冲击能力。

当然，对于机械手应用于冲击环境较弱的场合，可通过更改固定座1-1与直线驱动器的结构提高机械手的结构稳定性，固定座1-1与伸缩杆2-2之间可通过弹性拉伸装置的弹性连接方式进行安装，也可以通过位置固定的安装结构进行支撑。

如图4和图5所示的机械手指中，固定座1-1与伸缩杆2-2之间通过固定的枢转轴A-1进行支撑，此时枢转轴A-1仅对伸缩杆2-2进行支撑，以及直线驱动器伸缩过程中作用于枢转轴A-1位置的转动扭矩，此时枢转轴A-1在指节收到冲击时，不会对冲击起到缓冲功能，然而固定位置的枢转轴A-1，安装结构更为稳定，可在长时间使用后，避免弹性拉伸装置的弹性失效导致机械手的指节出现晃动或者复位不到位的问题。

如图9-图11所示，图9为本发明实施例提供的机械手指中具有三节指节的机械手的结构示意图；图10为图9中机械手指收掌后的结构示意图；图11为图10中机械手指受外力收掌后的结构示意图。

图9-图11中所示的机械手指，中间指节3与远端指节4的位置布置结构与上述实施例中提供的指节机构布置结构相同，因此不再以指节之间的硬性连接结构的图纸进行表示，具有相同布置位置及功能的部件以相同的序号进行表示，特此说明。

在本案一具体实施例中，远端指节4与中间指节3之间设置有位于收张内侧的第二枢转轴C，掌部101上设置有驱动远端指节4绕第二枢转轴C转动的远端指节收张结构。远端指节4与中间指节3通过第二枢转轴C枢接，第二枢转轴C位于远端指节4和中间指节3相接位置的内侧，机械手在收张过程中，远端指节4的外侧绕第二枢转轴C摆动。掌部101上设置远端指节收张结构，当中间指节3进行收张动作时，由远端指节收张结构，同步驱动远端指节4绕第二枢转轴C转动。

在本案一具体实施例中，远端指节收张结构包括驱动远端指节4绕第二枢转轴C摆动的第一收张连杆5，第一收张连杆5的第一端设置有与固定基座2枢接的第三枢转轴E，第一收张连杆5的第二端设置有与远端指节4的摆动外侧枢接的第四枢转轴F。远端指节4通过第一收张连杆5驱动，第一收张连杆5的第一端与固定基座1枢接，其第二端与远端指节4的摆动外侧枢接，由于中间指节3的收张内侧通过第一枢转轴B安装于固定基座1上，第一枢转轴B和第二枢转轴C中间的距离固定，第三枢转轴E与第一枢转轴B的位置相对固定，因此中间指节3的摆动拖动第一收张连杆5摆动时，会经第四枢转轴F带动远端指节4的外侧收张动作。

优选地，第三枢转轴E设置于固定基座1靠近第一枢转轴B的内侧。通过对第一枢转轴B和第二枢转轴C位置的调整设置，中间指节3的摆动，将拖动第一收张连杆5驱动远端指节4的摆动幅度，将第三枢转轴E设置固定基座1靠近第一枢转轴B的内侧，使得远端指节4随中间指节3的动作随动，且易于实现摆动幅度的控制。

在本案一具体实施例中，远端指节4的摆动外侧设置有绕第二枢转轴C布置的第二弧形导向槽401，第四枢转轴F可滑移的设置于第二弧形导向槽401内；第一收张连杆5的第二端和远端指节4的摆动外侧之间架设有拖动远端指节4弹性复位的第二张掌结构7。通过在远端指节4和中间指节3设置由第二弧形导向槽401和第二张掌结构7配合的远端指节收张结构，远端指节4的摆动外侧设置第二弧形导向槽401，第一收张连杆5通过第四枢转轴F在第二弧形导向槽401内滑移，第二弧形导向槽401包括由第一收张连杆5抵接推动远端指节4绕第二枢转轴C转动的第一止点，当远端指节4张开时，第二弧形导向槽401上设置避免第四枢转轴F由其内滑出的第二止点，第四枢转轴F与远端指节4的摆动外侧通过第二张掌结构连接，第四枢转轴F在第二弧形导向槽401内滑移时，由第二张掌结构拉动远端指节4沿远端指节4的张开方向摆动复位。具体地，第二张掌结构7为连接第四枢转轴F和远端指节4的摆动外侧的拉伸弹簧或弹性拉伸带。

在本案一具体实施例中，远端指节4的摆动端设置有尾端指节9，尾端指节9与远端指节4之间设置有位于收张内侧的第五枢转轴G，中间指节3上设置有驱动尾端指节9绕第五枢转轴G转动的尾端指节收张结构。为进一步提高机械手的仿真能力，在远端指节4的末端设置尾端指节9，随远端指节4的摆动，尾端指节9同步收张。尾端指节9与远端指节4在机械手的收张内侧通过第五枢转轴G铰接。通过尾端指节收张机构，在远端指节4收张过程中，带动尾端指节收张结构进行动作，使得尾端指节9具有独立的摆动结构。

具体地，尾端指节收张结构包括驱动尾端指节9绕第五枢转轴G摆动的第二收张连杆8，第二收张连杆8的第一端设置有与中间指节3的收张内侧枢接的第六枢转轴I，第二收张连杆8的第二端设置有与尾端指节9的摆动外侧枢接的第七枢转轴H。尾端指节9的收张通过第二收张连杆8驱动，第二收张连杆8的第一端通过第六枢转轴I枢接于中间指节3的收张内侧，其位置较第二枢转轴C的位置靠近中间指节3的内侧，为了便于第六枢转轴I的安装，可在中间指节3上设置架撑第二收张连杆8的安装台。第二收张连杆8的第二端通过第七枢转轴H与远端指节9的摆动外侧连接，由于第二枢转轴C和第六枢转轴I的位置相对固定，第二枢转轴C和第五枢转轴G的位置相对固定，因此远端指节4摆动时，第二收张连杆8将推动远端指节9的摆动外侧收回或张开。

中间指节3和远端指节4的摆动驱动机构，与固定基座1与中间指节3的摆动驱动结构相近，均为通过收张连杆构成四连杆驱动结构，实现对尾端指节或尾端指节的收张驱动。

同样地，远端指节4与尾端指节9之间通过第二收张连杆8驱动收张摆动的结构，同样可以设置为与前述弧形导向槽和驱动块配合，并有弹性复位装置拉伸自动复位的结构，从而进一步提高尾端指节的抗冲击能力，此处不再赘述。

在本案一具体实施例中，还包括用于检测驱动装置受到的作用力的力传感器。当尾端指节9、远端指节4或中间指节3受到外力冲击时，冲击力传递到驱动装置2，通过力传感器检测机械手指受到的冲击力，对机械手指的受力情况进行检测。驱动装置2为直线驱动器，力传感器可设置于直线驱动器的驱动器本体2-1上，也可以设置于直线驱动器的伸缩杆2-2的伸出端。

基于上述实施例中提供的机械手指，本发明实施例还提供了一种机械手，该机械手包括机械手掌部和设置于机械手掌部的机械手指，该机械手指为上述实施例中提供的机械手指。

由于该机械手采用了上述实施例的机械手指，所以该机械手由机械手指带来的有益效果请参考上述实施例。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (19)

1.一种机械手指，包括掌部，与所述掌部连接的中间指节，和位于所述中间指节端部的远端指节，其特征在于，所述掌部包括位于其收张内侧的固定基座和位于其收张外侧并驱动所述中间指节转动的驱动装置；

所述中间指节的内侧与所述固定基座之间设置有枢接的第一枢转轴；所述驱动装置连接于所述中间指节的外侧，包括在收掌动作时，驱动所述中间指节绕所述第一枢转轴摆动的收掌结构。

2.根据权利要求1所述的机械手指，其特征在于，所述驱动装置还包括在张掌动作时，驱动所述中间指节弹性复位的张掌结构。

3.根据权利要求2所述的机械手指，其特征在于，所述收掌结构包括设置于所述中间指节的摆动外侧，并绕所述第一枢转轴布置的弧形导向槽；所述驱动装置上伸出有落于所述弧形导向槽内的驱动滑块。

4.根据权利要求2所述的机械手指，其特征在于，所述收掌结构包括设置于所述驱动装置的驱动端，并绕所述第一枢转轴布置的弧形限位槽，所述中间指节的外侧设置有与所述弧形导向槽滑移配合的收掌滑块，所述弧形限位槽沿其弧形方向的内侧设置为驱动所述收掌滑块动作的收掌始点。

5.根据权利要求2所述的机械手指，其特征在于，所述收掌结构包括第一端枢接于所述驱动装置的驱动端的拨杆，所述拨杆的第二端枢接连接于所述第一枢转轴；所述张掌结构连接于所述拨杆和所述中间指节的摆动外侧。

6.根据权利要求5所述的机械手指，其特征在于，所述中间指节的摆动外侧设置有，在收掌动作时与所述拨杆的第一端抵接配合，和在张掌动作时与所述拨杆的第一端分离的接触部件。

7.根据权利要求3所述的机械手指，其特征在于，所述张掌结构包括位于所述中间指节的摆动外侧的第一回位块，位于所述驱动装置上的第二回位块，以及分别连接所述第一回位块和所述第二回位块并拖动二者相互靠近的弹性复位装置。

8.根据权利要求7所述的机械手指，其特征在于，所述弹性复位装置包括架设于所述第一回位块和所述第二回位块之间的复位弹簧。

9.根据权利要求7所述的机械手指，其特征在于，所述驱动装置为架设于所述固定基座上的直线驱动器；所述固定基座靠近所述掌部的腕部设置有架撑所述直线驱动器的伸缩杆的固定座，所述直线驱动器的驱动器本体可滑移的布置于所述固定基座上；所述驱动滑块和所述第二回位块均固装于所述驱动器本体的伸出端。

10.根据权利要求7所述的机械手指，其特征在于，所述驱动装置为架设于所述固定基座上的直线驱动器；所述固定基座靠近所述掌部的腕部设置有架撑所述直线驱动器的驱动器本体的固定座，所述直线驱动器的伸缩杆可滑移的布置于所述固定基座上；所述驱动滑块和所述第二回位块均固装于所述伸缩杆的伸出端。

11.根据权利要求9所述的机械手指，其特征在于，所述固定座上开设有沿所述直线驱动器的伸出方向布置的导向滑道，所述伸缩杆的端部设置有与所述导向滑道滑移配合的减震滑块，所述固定座上设置有与所述减震滑块连接，对所述伸缩杆进行弹性支撑的弹性支撑装置。

12.根据权利要求4所述的机械手指，其特征在于，所述远端指节与所述中间指节之间设置有位于所述收张内侧的第二枢转轴，所述掌部上设置有驱动所述远端指节绕所述第二枢转轴转动的远端指节收张结构。

13.根据权利要求12所述的机械手指，其特征在于，所述远端指节收张结构包括驱动所述远端指节绕所述第二枢转轴摆动的第一收张连杆，所述第一收张连杆的第一端设置有与所述固定基座枢接的第三枢转轴，所述第一收张连杆的第二端设置有与所述远端指节的摆动外侧枢接的第四枢转轴。

14.根据权利要求13所述的机械手指，其特征在于，所述远端指节的摆动外侧设置有绕所述第二枢转轴布置的第二弧形导向槽，所述第四枢转轴可滑移的设置于所述第二弧形导向槽内；所述第一收张连杆的第二端和所述远端指节的摆动外侧之间架设有拖动所述远端指节弹性复位的第二张掌结构。

15.根据权利要求13所述的机械手指，其特征在于，所述第三枢转轴设置于所述固定基座靠近所述第一枢转轴的内侧。

16.根据权利要求13所述的机械手指，其特征在于，所述远端指节的摆动端设置有尾端指节，所述尾端指节与所述远端指节之间设置有位于所述收张内侧的第五枢转轴，所述中间指节上设置有驱动所述尾端指节绕所述第五枢转轴转动的尾端指节收张结构。

17.根据权利要求16所述的机械手指，其特征在于，所述尾端指节收张结构包括驱动所述尾端指节绕所述第五枢转轴摆动的第二收张连杆，所述第二收张连杆的第一端设置有与所述中间指节的收张内侧枢接的第六枢转轴，所述第二收张连杆的第二端设置有与所述尾端指节的摆动外侧枢接的第七枢转轴。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的机械手指，其特征在于，还包括用于检测所述驱动装置受到的作用力的力传感器。

19.一种机械手，包括机械手掌部和设置于所述机械手掌部的机械手指，其特征在于，所述机械手指为如权利要求1-18中任意一项所述的机械手指。