CN111452082B - 一种带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，包括5根欠驱动手指，可分岔手掌和同轴转动手腕。欠驱动结构实现三指节的运动耦合，通过手指根部直流减速电机驱动，大拇指通过欠驱动结构实现上指节和中指节运动耦合，下指节通过单独电机进行驱动，实现拇指的对掌运动；每两根手指间通过两弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧和初始钢丝来确定手掌的初始开合角度。抓取过程中手掌开合角度由对应每根手指设置的两根牵引钢丝进行控制，钢丝一端与手指根部相连，中间通过导线轮，另一端与驱动电机相连；同轴转动手腕通过齿轮传动，实现两活动度手腕转动轴垂直相交。本发明灵巧手具有灵活性强、手指伸屈运动和分合运动可控性和可靠性好的优点。

Description

一种带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手

技术领域

本发明涉及仿人灵巧手，具体涉及带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手。

背景技术

随着近些年来科技的发展和人们需求的增加，机器人领域面临着越来越大的挑战，但普通的机器人末端执行器不能适应物体外形变化，不能使物体表面承受比较均匀的夹持力，因此无法对复杂形状、不同材质和大小的物体实施夹持和操作。为了提高机器人手指和手腕的操作能力、灵活性和快速反应能力，使机器人能像人手那样进行各种复杂的作业，如装配作业、维修作业、设备操作以及机器人模特的礼仪手势等，就必须有一个运动灵活、动作多样的灵巧手。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出一种本发明的目的是为克服现有技术的不足，设计了一种带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，该灵巧手可完成对各个手指的独立控制，同时可以根据所抓取物体的形状大小以多种方法调整手指工作空间。采用基于连杆的欠驱动方式使得结构更加小巧灵活，手腕处可以完成多个自由度的转动，能适应较为复杂的工作环境。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，包括与同轴转动手腕通过舵盘相连的可分岔手掌，所述可分岔手掌包括手掌基座，所述手掌基座上连接有五根手指，所述五根手指包括拇指、食指、中指、无名指和小指；包括所述食指、中指、无名指和小指的四根手指通过手掌基轴连接在所述可分岔手掌的手掌基座上，所述食指、无名指和小指可以分别绕所述手掌基轴的轴线向内侧或外侧转动，所述中指的根部设有限位结构，以限制所述中指向所述食指靠近的转动；所述食指、中指无名指和小指均分别包括下指节、中指节和上指节，所述食指、中指无名指、小指的同一根手指中，所述下指节、中指节和上指节的相邻端间通过旋转轴相连，各旋转轴间按平行布置；所述食指、中指无名指和小指均分别由一个第一直流减速电机驱动，以拉动所述食指、中指无名指、小指中的同一根手指的下指节、中指节和上指节绕各自旋转轴转动，从而进行对物体的抓取；所述拇指包括拇指中指节和拇指上指节，所述拇指中指节和拇指上指节通过欠驱动连杆进行运动耦合，由一个第二直流减速电机驱动完成拇指的弯曲；所述拇指的根部由一个第三直流减速电机驱动，控制所述拇指的开合，通过空间错位构件，实现空间旋转45度后的对掌运动和抓取操作；

所述手掌基座的顶部设有手掌固定板，所述手掌固定板上连接有四个后板和四个前板，四个后板和四个前板按照前后一一对应布置；所述后板的前面上部设有手指基座，所述食指、中指、无名指和小指分别在所述手指基座的定位下，通过螺纹连接固定在所述可分岔手掌上；四个后板上、相邻的弹簧固定座之间设有圆柱螺旋弹簧；所述前板的下部设有滑槽，所述滑槽内嵌装有弹簧固定座；将一钢丝绳依次穿过食指、中指、无名指和小指所连接的弹簧固定座及弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧，两侧系扣，通过控制钢丝绳的长度来确定所述可分岔手掌的起始开合角度；所述后板的后面上部设有上线轮，所述手掌固定板的后面的下部两侧分别设有多个导线轮，将一根钢丝的一端系于所述后板的上线轮，所述钢丝的另一端绕过所述手掌固定板上的其中几个导线轮后连接至一驱动装置；将一钢丝绳依次穿过与该后板上所连接的弹簧固定座及弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧，两侧系扣，通过控制钢丝绳的长度来确定所述可分岔手掌的起始开合角度；

所述同轴转动手腕通过齿轮传动，实现俯仰和摆动两活动度，实现同一平面内两轴的转动，贴合人手的生理结构。

进一步讲，本发明所述的带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，为抓取不同大小的目标物，需要完成五根手指相对于所述手掌基轴的转动从而扩大或缩小手指的抓取空间，并有以下两种情形：

一是，利用穿过食指、中指、无名指和小指所连接的弹簧固定座及弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧的钢丝绳，将所述食指、中指、无名指和小指所连接的弹簧固定座沿各自所在的滑槽内滑动，当弹簧固定座沿滑槽向远离所述手掌基座方向滑动时，在钢丝绳的作用力下，所述食指、中指、无名指和小指向中间收缩从而缩小抓取空间，以抓取尺寸较小的物体，当弹簧固定座沿滑槽向靠近手掌基座方向移动时，在圆柱螺旋弹簧作用力下，扩大抓取空间；

二是，利用设置在后板后面上部的上线轮和设置在手掌固定板上的多个导线轮，将一根钢丝系于上线轮，另一端绕过其中的几个导线轮后连接至驱动装置，此时拉动钢丝使与该后板固定的手指向外侧或是向内侧转动，从而扩大或是缩小手指的抓取空间。

本发明中，所述同轴转动手腕包括上舵机和下舵机，所述下舵机的输出轴经过三个齿轮的两次传递后带动所述上舵机完成摆动运动，从而通过连接盘带动可分岔手掌摆动，与所述上舵机固连的齿轮的轴线与所述上舵机的转动轴垂直相交，所述上舵机的输出轴通过连接盘带动可分岔手掌完成俯仰运动，从而所述可分岔手掌能进行绕相互垂直相交两条轴线的转动。

本发明中，所述手掌基座上设有轴承座，所述拇指中指节的下端通过拇指前板和拇指后板绕拇指旋转轴转动，所述拇指旋转轴安装在所述轴承座上。

本发明中，包括所述食指、中指、无名指和小指的四根手指的结构相同，其结构如下：

该手指包括上指节、中指节、下指节、手指驱动连杆、手指转轴、手指底座、中指节连杆、下指节连杆、手指滑块螺母和手指卡环；所述手指转轴的一端设有外螺纹，另一端设有环形槽，所述手指卡环嵌装在所述环形槽内；所述第一直流减速电机的输出轴与所述手指滑块螺母连接，所述手指驱动连杆的下端通过所述手指转轴和手指卡环与所述手指滑块螺母相连，所述手指驱动连杆的上端通过旋转轴与所述下指节的下端相连，所述下指节的下端还通过旋转轴与手指底座相连；所述下指节连杆的下端与所述手指底座相连，所述下指节连杆的上端与所述中指节的下端转动相连；所述中指节连杆的下端与所述下指节的上端相连，所述上指节的下端与所述中指节连杆的上一端转动相连，所述上指节的下端还通过旋转轴与所述中指节的上端相连；所述第一直流减速电机的输出通过所述手指滑块螺母转换为直线运动，当所述手指滑块螺母靠近所述第一直流减速电机运动时，拉动所述手指驱动连杆从而带动所述下指节绕其与手指底座相连的旋转轴转动，通过手指驱动连杆的传动完成手指的弯曲：当第一直流减速电机带动所述手指滑块螺母远离所述第一直流减速电机运动时，通过手指驱动连杆的传动完成手指伸直过程。

五根手指上各安装一个电位器，用来测量各个手指的下指节绕手指转轴的转动角度。

相比于已有的机械手和仿人机械手，本发明提出的带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手具有以下有益效果：

(1)本发明的手指采用欠驱动方案，大大简化了灵巧手的结构，控制起来更加简单，同时也能够完成人手能进行的大部分动作。

(2)本发明通过引入钢丝和线轮及连接件上的弹簧固定座和圆柱螺旋弹簧，可以通过2种方式实现手掌的分岔与闭合，从而缩小或扩大手指的加持空间，完成对不同尺寸形状物体的抓取。

(3)本发明采用同轴手腕，可以使手腕完成绕2个相互垂直相交轴线的转动，接近人手的运动方式，应对较为复杂的工作环境，同时节省了空间。

(4)本发明可以对每根手指进行单独控制，使所夹持物体受力更为均匀。

附图说明

图1为本发明的带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手的总体结构示意图；

图2为带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手的手掌部分正面示意图；

图3为本发明欠驱动灵巧手的手掌部分内部示意图；

图4为本发明欠驱动灵巧手的手掌部分背面示意图

图5为本发明欠驱动灵巧手的小指手指部分示意图；

图6为本发明欠驱动灵巧手的小指轴示意图；

图7为本发明欠驱动灵巧手的同轴转动手腕示意图。

图中：

1-拇指 2-食指 3-中指

4-无名指 5-小指 501-N20直流减速电机

502-小指滑块螺母 503-小指驱动连杆 504-小指轴

505-小指卡环 506-小指下指节 507-小指底座

508-小指下指节连杆 509-小指中指节 510-小指中指节连杆

511-小指上指节 512-电位器 6-可分岔手掌

601-手掌基座 602-手掌固定板 603-弹簧固定座

604-食指后板 605-中指后板 606-无名指后板

607-小指后板 608-手指基座 609-圆柱螺旋弹簧

610-滑槽 611-手掌基轴 7-同轴转动手腕

701-上舵机 702下舵机 703-连接盘

801-无名指后板的上线轮 802-第一导线轮 803-第二导线轮

804-食指侧的上线轮 805-食指后板上的线轮

806-小指后板的线轮

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

如图1所示，本发明提出的一种带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，包括与同轴转动手腕底座7底座通过舵盘相连的可分岔手掌底座6底座，所述可分岔手掌底座6底座包括手掌基座底座601底座，所述手掌基座底座601底座上连接有五根手指，所述五根手指包括拇指底座1底座、食指底座2底座、中指底座3底座、无名指底座4底座和小指底座5底座；包括所述食指底座2底座、中指底座3底座、无名指底座4底座和小指底座5底座的四根手指通过手掌基轴底座611底座连接在所述可分岔手掌底座6底座的手掌基座底座601底座上，所述食指底座2底座、无名指底座4底座和小指底座5底座可以分别绕所述手掌基轴底座611底座的轴线向内侧或外侧转动，所述中指底座3底座的根部设有限位结构，以限制所述中指底座3底座向所述食指底座2底座靠近的转动；所述食指底座2底座、中指底座3底座无名指底座4底座和小指底座5底座均分别包括下指节、中指节和上指节，所述食指底座2底座、中指底座3底座无名指底座4底座、小指底座5底座的同一根手指中，所述下指节、中指节和上指节的相邻端间通过旋转轴相连，各旋转轴间按平行布置；所述食指底座2底座、中指底座3底座无名指底座4底座和小指底座5底座均分别由一个第一直流减速电机驱动，以拉动所述食指底座2底座、中指底座3底座无名指底座4底座、小指底座5底座中的同一根手指的下指节、中指节和上指节绕各自旋转轴转动，从而进行对物体的抓取。

所述拇指底座1底座包括拇指中指节和拇指上指节，所述拇指中指节和拇指上指节通过欠驱动连杆进行运动耦合，由一个第二直流减速电机驱动完成拇指的弯曲；所述拇指底座1底座的根部由一个第三直流减速电机驱动，控制所述拇指底座1底座的开合，通过空间错位构件，实现空间旋转45度后的对掌运动和抓取操作。所述手掌基座底座601底座上设有轴承座，所述拇指中指节的下端通过拇指前板和拇指后板绕拇指旋转轴转动，所述拇指旋转轴安装在所述轴承座上，如图1所示。

图2、图3为带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手的手掌部分正面示意图和手掌部分内部示意图。所述可分岔手掌底座6底座的手掌基座底座601底座的顶部设有手掌固定板底座602底座，手掌基座601与手掌固定板602通过螺纹连接固定，所述手掌固定板底座602底座上连接有四个后板和四个前板，四个后板和四个前板按照前后一一对应布置；所述后板的前面上部设有手指基座底座608底座，手指基座608与所述前板通过螺纹连接固定，所述食指底座2底座、中指底座3底座、无名指底座4底座和小指底座5底座分别在所述手指基座底座608底座的定位下，通过螺纹连接固定在所述可分岔手掌底座6底座上；四个后板上、相邻的弹簧固定座底座603底座之间设有圆柱螺旋弹簧底座609底座；所述前板的下部设有滑槽底座610底座，所述滑槽底座610底座内嵌装有弹簧固定座底座603底座，所述弹簧固定座603可以沿所述滑槽610滑动。装配时应注意先将所述手基座608和弹簧固定座603与所述前板相连，再通过所述手掌基轴611与所述后板连接，将整体通过所述手掌基轴611的轴肩固定于所述手掌基座601上，最后将所述手掌固定板602与手掌基轴611通过螺纹固定，同时保证所述手掌基轴611轴肩与所述手掌固定板602上的孔配合。

如图2和图3所示，食指2、中指3、无名指4和小指5的前、后板间装有弹簧固定座603，所述的4个弹簧固定座间由3根圆柱螺旋弹簧609提供柔性约束，将一钢丝绳从食指2内侧的弹簧固定座的左端依次穿过中指底座3底座、无名指底座4底座和小指底座5底座所连接的弹簧固定座底座603底座及弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧底座609底座，两侧系扣，通过控制钢丝绳的长度使食指2的指根与小指5的指根的的距离限于一定范围内，不但防止小指5在不受约束下向外侧转动过大角度，不便于抓取物体，通过该钢丝绳的长短控制了所述可分岔手掌的起始开合角度。为抓取不同大小的目标物，需要完成五根手指相对于所述手掌基轴底座611底座的转动从而扩大或缩小手指的抓取空间，调整各个手指间的距离的方法是利用穿过食指底座2底座、中指底座3底座、无名指底座4底座和小指底座5底座所连接的弹簧固定座603及弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧609的钢丝绳，将所述食指底座2底座、中指底座3底座、无名指底座4底座和小指底座5底座所连接的弹簧固定座603沿各自所在的滑槽内滑动，当弹簧固定座603沿滑槽向远离所述手掌基座611方向滑动时，在钢丝绳的作用力下，所述食指底座2底座、中指底座3底座、无名指底座4底座和小指底座5底座向中间收缩从而缩小抓取空间，更便于抓取尺寸较小的目标物，当弹簧固定座603沿滑槽向靠近手掌基座611方向移动，移动到最下端时，在圆柱螺旋弹簧609作用力下，扩大抓取空间，此时，灵巧手的工作空间最大，有利于抓取体积较大的目标物。

图4为本发明欠驱动灵巧手的手掌部分背面示意图，展示了调整各个手指间的距离的另一种方法的实现方案：所述后板的后面上部设有上线轮，所述手掌固定板底座602底座的后面的下部两侧分别设有多个导线轮，将一根钢丝的一端系于所述后板的上线轮，所述钢丝的另一端绕过所述手掌固定板底座602底座上的其中几个导线轮后连接至一驱动装置；利用设置在后板后面上部的上线轮和设置在手掌固定板底座602底座上的多个导线轮，将一根钢丝系于上线轮8，另一端绕过其中的几个导线轮后连接至驱动装置，此时拉动钢丝使与该后板固定的手指向外侧或是向内侧转动，从而扩大或是缩小手指的抓取空间。以无名指4为例，将一根钢丝系于无名指的后板的上线轮801，另一端绕过所述手掌固定板602上小指侧的第一导线轮802，此时拉动钢丝会使无名指4向外转动，同理若另一端绕过所述手掌固定板上食指侧的第二导线轮803，拉动钢丝可使无名指4向内侧转动。对中指3，其限位作用的滑槽610(如图2所示)的存在限制了中指3向靠近食指2方向的转动，故中指3无法完成向靠近食指2方向的转动，对中指3的位置调整与对所述无名指4的调整类似，需要使用两根钢丝系于中指后板605上的上线轮804，另一端分别绕过所述手掌固定板602上小指侧的第一导线轮802和食指侧的第二导线轮803，分别拉动2根钢丝完成中指3靠近无名指4的转动和回到竖直状态的任务。对食指2，只需使用1根钢丝，一端系于食指后板604上的上线轮805，另一端绕过所述手掌固定板602上小指侧的第一导线轮802，当需要缩小工作空间时，拉动钢丝使食指2向靠近中指3方向转动，若将该钢丝放松，在设置于食指与中指之间的圆柱螺旋弹簧的作用力下食指2会被弹向远离中指3方向，从而扩大了手的工作空间。同理，对小指5也只需使用1根钢丝，一端系于小指后板607的上线轮806，另一端绕过所述手掌固定板602上食指侧的第二导线轮803，当需要缩小工作空间时，拉动钢丝使小指5向靠近无名指4方向转动，若将该钢丝放松，在设置于小指与无名指之间的圆柱螺旋弹簧的作用力下小指5会被弹向远离无名指4方向，从而扩大了手的工作空间。

所述同轴转动手腕底座7底座含有2个转动轴线垂直相交的类似万向节的结构，由两个舵机构成，如图7所示，该两个舵机是上舵机702和下舵机701，所述下舵机底座702底座的输出轴经过三个齿轮的两次传递后带动所述上舵机底座701底座完成摆动运动，从而通过连接盘带动可分岔手掌摆动，与所述上舵机底座701底座固连的齿轮的轴线与所述上舵机底座701底座的转动轴垂直相交，所述上舵机701的输出轴通过连接盘带动可分岔手掌完成俯仰运动，从而所述可分岔手掌能进行绕相互垂直相交两条轴线的转动，五根手指上各安装一个电位器，用来测量及控制各个手指的下指节绕手指转轴的转动角度。总之，本发明中的所述同轴转动手腕底座7底座通过齿轮传动，实现俯仰和摆动两活动度，实现同一平面内两轴的转动，贴合人手的生理结构。

本发明中，所述食指底座2底座、中指底座3底座、无名指底座4底座和小指底座5底座的四根手指的结构相同，其结构如下：该手指包括上指节、中指节、下指节、手指驱动连杆、手指转轴、手指底座、中指节连杆、下指节连杆、手指滑块螺母和手指卡环；所述手指转轴的一端设有外螺纹，另一端设有环形槽，所述手指卡环嵌装在所述环形槽内；所述第一直流减速电机的输出轴与所述手指滑块螺母连接，所述手指驱动连杆的下端通过所述手指转轴和手指卡环与所述手指滑块螺母相连，所述手指驱动连杆的上端通过旋转轴与所述下指节的下端相连，所述下指节的下端还通过旋转轴与手指底座相连；所述下指节连杆的下端与所述手指底座相连，所述下指节连杆的上端与所述中指节的下端转动相连；所述中指节连杆的下端与所述下指节的上端相连，所述上指节的下端与所述中指节连杆的上一端转动相连，所述上指节的下端还通过旋转轴与所述中指节的上端相连；所述第一直流减速电机的输出通过所述手指滑块螺母转换为直线运动，当所述手指滑块螺母靠近所述第一直流减速电机运动时，拉动所述手指驱动连杆从而带动所述下指节绕其与手指底座相连的旋转轴转动，通过手指驱动连杆的传动完成手指的弯曲：当第一直流减速电机带动所述手指滑块螺母远离所述第一直流减速电机运动时，通过手指驱动连杆的传动完成手指伸直过程。

图5示出了小指的结构示。由于本发明的各个手指结构基本相同，因此，图5为一个通用的手指驱动形式，对本发明的4根手指均适用。第一直流减速电机501采用N20直流减速电机，该电机的输出轴与小指滑块螺母502连接，小指驱动连杆503的一端通过小指轴504和小指卡环505与所述小指滑块螺母502相连，小指轴504的结构如图6所示，它的一端带有外螺纹，另一端开有环形槽，安装时将小指轴504从所述小指滑块螺母502的无螺纹端穿向螺纹端，拧紧使所述小指轴504与小指卡环505贴紧。小指下指节506的一端通过旋转轴与所述的小指驱动连杆503相连，同时在相邻位置所述小指下指节506通过旋转轴与小指底座507相连。小指下指节连杆508的一端与所述小指基507座相连，小指中指节509一端与所述小指下指节连杆508的另一端转动相连，在相邻位置所述小指中指节509通过旋转轴与小指下指节506相连。小指中指节连杆510的一端与所述小指下指节506相连，小指上指节511一端与所述小指中指节连杆510的另一端转动相连，在相邻位置所述小指上指节511通过旋转轴与小指中指节509相连。以上旋转轴部分具体连接方式均和所述小指滑块螺母502与小指驱动连杆503的连接方式相同。N20直流减速电机501输出通过所述小指滑块螺母502转换为直线运动，当所述小指滑块螺母502靠近电机运动时，拉动所述小指驱动连杆503从而带动所述小指下指节506绕其与小指底座507的旋转轴转动，通过连杆传动完成手指的弯曲：而当电机带动所述小指滑块螺母502远离电机运动时，通过连杆传动完成手指伸直过程。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，其特征在于：包括与同轴转动手腕（7）通过舵盘相连的可分岔手掌（6），所述可分岔手掌（6）包括手掌基座（601），所述手掌基座（601）上连接有五根手指，所述五根手指包括拇指（1）、食指（2）、中指（3）、无名指（4）和小指（5）；

包括所述食指（2）、中指（3）、无名指（4）和小指（5）的四根手指通过手掌基轴（611）连接在所述可分岔手掌（6）的手掌基座（601）上，所述食指（2）、无名指（4）和小指（5）可以分别绕所述手掌基轴（611）的轴线向内侧或外侧转动，所述中指（3）的根部设有限位结构，以限制所述中指（3）向所述食指（2）靠近的转动；

所述食指（2）、中指（3）无名指（4）和小指（5）均分别包括下指节、中指节和上指节，所述食指（2）、中指（3）无名指（4）、小指（5）的同一根手指中，所述下指节、中指节和上指节的相邻端间通过旋转轴相连，各旋转轴间按平行布置；所述食指（2）、中指（3）无名指（4）和小指（5）均分别由一个第一直流减速电机驱动，以拉动所述食指（2）、中指（3）无名指（4）、小指（5）中的同一根手指的下指节、中指节和上指节绕各自旋转轴转动，从而进行对物体的抓取；

所述拇指（1）包括拇指中指节和拇指上指节，所述拇指中指节和拇指上指节通过欠驱动连杆进行运动耦合，由一个第二直流减速电机驱动完成拇指的弯曲；所述拇指（1）的根部由一个第三直流减速电机驱动，控制所述拇指（1）的开合，通过空间错位构件，实现空间旋转45度后的对掌运动和抓取操作；

所述手掌基座（601）的顶部设有手掌固定板（602），所述手掌固定板（602）上连接有四个后板和四个前板，四个后板和四个前板按照前后一一对应布置；所述后板的前面上部设有手指基座（608），所述食指（2）、中指（3）、无名指（4）和小指（5）分别在所述手指基座（608）的定位下，通过螺纹连接固定在所述可分岔手掌（6）上；四个后板上、相邻的弹簧固定座（603）之间设有圆柱螺旋弹簧（609）；所述前板的下部设有滑槽（610），所述滑槽（610）内嵌装有弹簧固定座（603）；将一钢丝绳依次穿过食指（2）、中指（3）、无名指（4）和小指（5）所连接的弹簧固定座（603）及弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧（609），两侧系扣，通过控制钢丝绳的长度来确定所述可分岔手掌的起始开合角度；

所述后板的后面上部设有上线轮，所述手掌固定板（602）的后面的下部两侧分别设有多个导线轮，将一根钢丝的一端系于所述后板的上线轮，所述钢丝的另一端绕过所述手掌固定板（602）上的其中几个导线轮后连接至一驱动装置；

将一钢丝绳依次穿过与该后板上所连接的弹簧固定座（603）及弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧（609），两侧系扣，通过控制钢丝绳的长度来确定所述可分岔手掌的起始开合角度；

所述同轴转动手腕（7）通过齿轮传动，实现俯仰和摆动两活动度，实现同一平面内两轴的转动，贴合人手的生理结构；

所述同轴转动手腕（7）包括上舵机和下舵机，所述下舵机（702）的输出轴经过三个齿轮的两次传递后带动所述上舵机（701）完成摆动运动，从而通过连接盘带动可分岔手掌摆动，与所述上舵机（701）固连的齿轮的轴线与所述上舵机（701）的转动轴垂直相交，所述上舵机的输出轴通过连接盘带动可分岔手掌完成俯仰运动，从而所述可分岔手掌能进行绕相互垂直相交两条轴线的转动；

为抓取不同大小的目标物，需要完成五根手指相对于所述手掌基轴（611）的转动从而扩大或缩小手指的抓取空间，并有以下两种情形：

一是，利用穿过食指（2）、中指（3）、无名指（4）和小指（5）所连接的弹簧固定座及弹簧固定座间的圆柱螺旋弹簧的钢丝绳，将所述食指（2）、中指（3）、无名指（4）和小指（5）所连接的弹簧固定座沿各自所在的滑槽内滑动，当弹簧固定座沿滑槽向远离所述手掌基座方向滑动时，在钢丝绳的作用力下，所述食指（2）、中指（3）、无名指（4）和小指（5）向中间收缩从而缩小抓取空间，当弹簧固定座沿滑槽向靠近手掌基座方向移动时，在圆柱螺旋弹簧作用力下，扩大抓取空间；

二是，利用设置在后板后面上部的上线轮和设置在手掌固定板（602）上的多个导线轮，将一根钢丝系于上线轮（8），另一端绕过其中的几个导线轮后连接至驱动装置，此时拉动钢丝使与该后板固定的手指向外侧或是向内侧转动，从而扩大或是缩小手指的抓取空间。

2.根据权利要求1所述的带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，其特征在于：所述手掌基座（601）上设有轴承座，所述拇指中指节的下端通过拇指前板和拇指后板绕拇指旋转轴转动，所述拇指旋转轴安装在所述轴承座上。

3.根据权利要求1所述的带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，其特征在于：包括所述食指（2）、中指（3）、无名指（4）和小指（5）的四根手指的结构相同，其结构如下：

该手指包括上指节、中指节、下指节、手指驱动连杆、手指转轴、手指底座、中指节连杆、下指节连杆、手指滑块螺母和手指卡环；

所述手指转轴的一端设有外螺纹，另一端设有环形槽，所述手指卡环嵌装在所述环形槽内；

所述第一直流减速电机的输出轴与所述手指滑块螺母连接，所述手指驱动连杆的下端通过所述手指转轴和手指卡环与所述手指滑块螺母相连，所述手指驱动连杆的上端通过旋转轴与所述下指节的下端相连，所述下指节的下端还通过旋转轴与手指底座相连；所述下指节连杆的下端与所述手指底座相连，所述下指节连杆的上端与所述中指节的下端转动相连；

所述中指节连杆的下端与所述下指节的上端相连，所述上指节的下端与所述中指节连杆的上一端转动相连，所述上指节的下端还通过旋转轴与所述中指节的上端相连；所述第一直流减速电机的输出通过所述手指滑块螺母转换为直线运动，当所述手指滑块螺母靠近所述第一直流减速电机运动时，拉动所述手指驱动连杆从而带动所述下指节绕其与手指底座相连的旋转轴转动，通过手指驱动连杆的传动完成手指的弯曲：当第一直流减速电机带动所述手指滑块螺母远离所述第一直流减速电机运动时，通过手指驱动连杆的传动完成手指伸直过程。

4.根据权利要求2或3所述的一种带有可分岔手掌和同轴转动手腕的欠驱动灵巧手，其特征在于：五根手指上各安装一个电位器，用来测量各个手指的下指节绕手指转轴的转动角度。