CN113618757B - 一种仿生机械手及仿生机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿生机械手及仿生机器人，仿生机械手包括：手掌，以及分别与手掌相连接的大拇指、食指、中指、无名指、小手指，食指、中指、无名指以及小手指均设置为仿生手指，包括：指尖；底座，底座用于与手掌相连接；杆件，杆件的一端通过第一旋转轴与底座传动连接，且杆件的另一端通过第一连接件与指尖传动连接；指座，指座的一端通过第二连接件与指尖传动连接，且指座的另一端通过第三连接件与底座传动连接；其中，驱动第一旋转轴转动，通过杆件带动指尖和指座同步进行屈伸动作；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步弯曲，从而降低生产成本，简化整体布局，提高了机械手的稳定性。

Description

一种仿生机械手及仿生机器人

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿生机械手及仿生机器人。

背景技术

随着国力的增强和世界竞争力的不断增大，智能机器人的发展也越来越受到国家的重视，特别是机械手领域的发展更为突出，机械手不仅应用于传统制造业如采矿，冶金，石油，化学，船舶等领域，同时也已开始扩大到核能，航空，航天，医药，生化等高科技领域以及家庭清洁，医疗康复等服务业领域中。

通常机械手大多采用的是舵机驱动式的关节结构，舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于需要角度不断变化并可以保持的控制系统；应用舵机的智能机器人的机械手可以用于工厂等制造现场，替代工人进行各种作业，可以应用于商业场所物品的抓取销售，也可以用于家庭无人护理中捡拾物品。

但是舵机驱动式的关节结构由于采用的是在每个需要转动的关节处均设置有一个驱动舵机的方式，从而来实现机械手关节处屈伸，该方式导致生产成本高，并且整体布局臃肿，降低了机械手稳定性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种仿生机械手及仿生机器人，以解决现有机械手采用舵机驱动式的关节结构，导致生产成本高，并且整体布局臃肿的问题。

(一)技术方案

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种仿生手指，包括：

指尖；

底座，所述底座用于与手掌相连接；

杆件，所述杆件的一端通过第一旋转轴与底座传动连接，且所述杆件的另一端通过第一连接件与指尖传动连接；

指座，所述指座的一端通过第二连接件与所述指尖传动连接，且所述指座的另一端通过第三连接件与底座传动连接；

其中，驱动所述第一旋转轴转动，通过所述杆件带动指尖和指座同步进行屈伸动作。

可选的，所述仿生手指还包括驱动机构，所述指座的侧壁面还开设有腰槽，所述驱动机构沿着所述腰槽进行往复运动，以拉动或推动指座进行屈伸运动。

可选的，所述驱动机构包括：第一驱动组件、传动结构以及传动轴，所述第一驱动组件的输出端以及传动轴的一端分别与传动结构相连接，所述传动轴的另一端活动连接于所述腰槽内，所述第一驱动组件通过传动结构驱动传动轴，沿着所述腰槽进行往复运动，以拉动或推动指座进行屈伸运动。

可选的，所述杆件设置为叉形结构，且所述杆件的叉形端通过第一连接件与指尖传动连接。

可选的，所述第二连接件上还套设有扭簧。

可选的，所述仿生手指还包括指尖橡胶，所述指尖上开设有与所述指尖橡胶形状相适配的安装槽，所述指尖橡胶通过安装机构可拆卸的安装于所述安装槽内。

可选的，所述安装机构包括：相配合的第一安装件和第二安装件，所述第一安装件和第二安装件其中之一设置于所述安装槽上，另一个安装于所述指尖橡胶上。

可选的，所述第一安装件和第二安装件设置为相配合的凸起和通孔。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种仿生机械手，包括：手掌，以及分别与手掌相连接的大拇指、食指、中指、无名指、小手指，所述食指、中指、无名指以及小手指均设置为如前述任一项中所述的仿生手指。

可选的，所述手掌内设有用于安装手指的框架板，所述框架板上还设有pcb板，四个所述驱动组件均安装于所述框架板内，且均与所述pcb板电性连接。

可选的，所述框架板的底端还连接有手腕安装座，所述大拇指的底端通过旋转机构与所述手腕安装座相连接。

可选的，所述大拇指通过安装基件与所述旋转机构相连接，且所述大拇指与所述安装基件之间还设有屈伸机构。

可选的，所述旋转机构包括：

第二驱动组件，横向安装于所述手腕安装座上；

第一旋转齿轮，与所述第二驱动组件的输出端相连接；

第二旋转轴，一端与所述安装基件固定连接，另一端与所述手腕安装座转动连接；

第二旋转齿轮，固定连接于所述第二旋转轴外侧，且与第一旋转齿轮相啮合。

可选的，所述屈伸机构包括：

第三驱动组件，竖直安装于所述大拇指的指腹内；

第一屈伸齿轮，连接于所述第三驱动组件的底端；

第三旋转轴，横向插设于所述指腹的底端以及安装基件；

第二屈伸齿轮，固定连接于所述第三旋转轴外侧，且与第一屈伸齿轮相啮合。

为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种仿生机器人，包括：

如前述任一项中所述的仿生机械手。

(二)有益效果

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明提供了一种仿生手指，包括：指尖；底座，所述底座用于与手掌相连接；杆件，所述杆件的一端通过第一旋转轴与底座传动连接，且所述杆件的另一端通过第一连接件与指尖传动连接；指座，所述指座的一端通过第二连接件与所述指尖传动连接，且所述指座的另一端通过第三连接件与底座传动连接；其中，驱动所述第一旋转轴转动，通过所述杆件带动指尖和指座同步进行屈伸动作；

以本方案手指需要进行弯曲为例，首先推动指座，指座将绕着第三连接件进行逆时针转动，从而实现指座做向下弯曲运动，与此同时，第一旋转轴将在推动力的作用下进行逆时针旋转，从而带动杆件跟随第一旋转轴进行向下运动，根据力的传递作用，杆件将驱动与其一端相连的指尖，跟随指座进行同步向下弯曲运动；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步弯曲，从而降低生产成本，简化整体布局，提高了机械手的稳定性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明中仿生手指的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是本发明中仿生手指去掉指座的结构示意图；

图4是本发明中底座的结构示意图；

图5是本发明中驱动机构与仿生手指配合的结构示意图；

图6是图5另一个角度的结构示意图；

图7是本发明中仿生手指屈伸变化的结构示意图；

图8是本发明中杆件的结构示意图；

图9是本发明中指尖的示意图；

图10是本发明中指尖橡胶的结构示意图；

图11是本发明中仿生机械手一个实施例的结构示意图；

图12是图11的后视图；

图13是本发明中旋转机构的结构示意图；

图14是本发明中框架板的结构示意图；

图15是本发明中大拇指一个角度的结构示意图；

图16是本发明中大拇指中屈伸机构的结构示意图；

图17是本发明中大拇指另一个角度的结构示意图；

图18是本发明中安装基件的结构示意图；

图19是本发明中弧形保护套的结构示意图；

图20是图5中去掉指座的结构示意图。

图中：1、指尖；2、底座；3、杆件；4、指座；5、第一旋转轴；6、第一连接件；7、第二连接件；8、第三连接件；9、第一驱动组件；10、手掌；11、传动结构；12、指尖橡胶；13、安装槽；14、第一安装件；15、第二安装件；16、框架板；17、pcb板；18、手腕安装座；19、安装基件；20、第二驱动组件；21、第一旋转齿轮；22、第二旋转轴；23、第二旋转齿轮；24、第三驱动组件；25、第一屈伸齿轮；26、第三旋转轴；27、第二屈伸齿轮；28、齿轮保护套；29、安装板；30、弧形保护套；31、第一限位件；32、第二限位件；33、大拇指；34、腰槽；35、传动轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1-图10所示，本申请第一方面公开了一种仿生手指，包括：

指尖1；

底座2，如图4所示，底座2用于与手掌10相连接；

杆件3，如图3所示，杆件3的一端通过第一旋转轴5与底座2传动连接，且杆件3的另一端通过第一连接件6与指尖1传动连接；

指座4，如图1和图2所示，指座4的一端通过第二连接件7与指尖1传动连接，且指座4的另一端通过第三连接件8与底座2传动连接；

其中，驱动第一旋转轴5转动，通过杆件3带动指尖1和指座4同步进行屈伸动作。

如图7所示，以本方案手指需要进行弯曲为例，首先推动指座，指座将绕着第三连接件进行逆时针转动，从而实现指座做向下弯曲运动，与此同时，第一旋转轴将在推动力的作用下进行逆时针旋转，从而带动杆件跟随第一旋转轴进行向下运动，根据力的传递作用，杆件将驱动与其一端相连的指尖，跟随指座进行同步向下弯曲运动；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步弯曲，从而降低生产成本，简化整体布局，提高了机械手的稳定性。

同样的，本方案手指需要进行伸直时，首先拉动指座，指座将绕着第三连接件进行顺时针转动，从而实现指座做向上伸直运动，与此同时，第一旋转轴将在推动力的作用下进行顺时针旋转，从而带动杆件跟随第一旋转轴进行向上运动，根据力的传递作用，杆件将驱动与其一端相连的指尖，跟随指座进行同步向上伸直运动；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步伸直。

根据本发明的一个实施例，第一连接件、第二连接件和第二连接件优选的采用螺栓套筒和螺栓配合。

根据本发明的一个实施例，为了实现对仿生手指屈伸自动化控制，如图5和图20所示，仿生手指还包括驱动机构，指座的侧壁面还开设有腰槽34，驱动机构沿着腰槽34进行往复运动，以拉动或推动指座进行屈伸运动。

优选的，如图5和图20所示，驱动机构包括：第一驱动组件9、传动结构以及传动轴35，其中，优选的，驱动机构设置为直线推杆电机；第一驱动组件9的输出端以及传动轴35的一端分别与传动结构相连接，传动轴35的另一端活动连接于腰槽34内，第一驱动组件9通过传动结构驱动传动轴35，沿着腰槽34进行往复运动，以拉动或推动指座进行屈伸运动；优选的，直线推杆电机的输出端通过C形卡簧与卡槽之间的配合，实现与传动结构11的连接。

使用时，当本方案手指需要进行弯曲时，首先驱动直线推杆电机，促使直线推杆电机的输出端向缩回电机缸的方向运动，转化成通过传动结构11拉动传动轴35，沿着腰槽34向靠近直线推杆电机的方向运动，以拉动指座进行向下弯曲运动，与此同时，第一旋转轴将在拉动力的作用下进行逆时针旋转，从而带动杆件跟随第一旋转轴进行向下运动，根据力的传递作用，杆件将驱动与其一端相连的指尖，跟随指座进行同步向下弯曲运动；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步弯曲，从而降低生产成本，简化整体布局，提高了机械手的稳定性。

同样的，本方案手指需要进行伸直时，首先驱动直线推杆电机，促使直线推杆电机的输出端伸出电机缸的方向运动，转化成通过传动结构11推动传动轴35，沿着腰槽34向远离直线推杆电机的方向运动，以推动指座进行向上伸直运动，从而实现指座做向上伸直运动，与此同时，第一旋转轴将在推动力的作用下进行顺时针旋转，从而带动杆件跟随第一旋转轴进行向上运动，根据力的传递作用，杆件将驱动与其一端相连的指尖，跟随指座进行同步向上伸直运动；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步伸直。

根据本发明的一个实施例，如图3和图8所示，为了提高杆件的传动稳定性，杆件3设置为叉形结构，且杆件3的叉形端通过第一连接件6与指尖1传动连接。

根据本发明的一个实施例，为了进一步保证手指复位伸直的效果，如图3所示，第二连接件7上还套设有扭簧，当手指弯曲后，亦可以通过扭簧的复位能力拉动指尖伸直，与此同时通过杆件带动指座进行伸直运动。

根据本发明的一个实施例，如图3、图9和图10所示，仿生手指还包括指尖橡胶12，现有技术中的指尖橡胶12大多采用直接套设在指尖上的方式，实现对指尖的保护，该连接方式不稳定，当手指在屈伸时，指尖橡胶12很容易从指尖上脱落；本实施例为了保证指尖橡胶12稳定安装于指尖上，当无需使用时再指尖橡胶12从指尖上取下，优选的，指尖1上开设有与指尖橡胶12形状相适配的安装槽13，指尖橡胶12通过安装机构可拆卸的安装于安装槽13内；

优选的，安装机构包括：相配合的第一安装件14和第二安装件15，第一安装件14和第二安装件15其中之一设置于安装槽13上，另一个安装于指尖橡胶12上，本实施例中，第一安装件设置于安装槽上，第二安装件设置于指尖橡胶12上。

根据本发明的一个实施例，如图9和图10，第一安装件14和第二安装件15设置为相配合的凸起和通孔，本实施例中，安装槽上相对的位置设有通孔，指尖橡胶12与通孔相配合的位置设有凸起；优选的，凸起亦采用橡胶材质。

如图11-图19所示，本申请第二方面公开了一种仿生机械手，包括：手掌10，以及分别与手掌10相连接的大拇指33、食指、中指、无名指、小手指，食指、中指、无名指以及小手指均设置为如前述任一项中的仿生手指。

根据本发明的一个实施例，为了保证机械手整个布局的简洁，以及实现对驱动机构的电性控制，如图11和图12所示，手掌10内设有用于安装手指的框架板16，框架板16上还设有pcb板17，四个驱动组件均安装于框架板16内，且均与pcb板17电性连接，使用时，通过pcb板实现对不用驱动组件的控制，例如当仅需要无名指弯曲时，只需通过pcb板向无名指的驱动机构发送驱动信号即可，从而实现整个机械手的自动化控制。

根据本发明的一个实施例，如图11和图12所示，为了便于机械手与机械臂的连接，框架板16的底端还连接有手腕安装座18；

根据本发明的一个实施例，为了实现大拇指沿着平行于手腕的方向进行转动，如图13所示，大拇指的底端通过旋转机构与手腕安装座18相连接；且大拇指33通过安装基件19与旋转机构相连接。

优选的，如图13所示，旋转机构包括：

第二驱动组件20，横向安装于手腕安装座18上；

优选的，第二驱动组件20设置为电机；

第一旋转齿轮21，与第二驱动组件20的输出端相连接；

第二旋转轴22，一端与安装基件19固定连接，另一端与手腕安装座18转动连接；

第二旋转齿轮23，固定连接于第二旋转轴22外侧，且与第一旋转齿轮21相啮合。

本实施例中，第一旋转齿轮21和第二旋转齿轮23均设置为锥齿轮。

使用时，当需要大拇指向靠近第二驱动组件20的方向运动时，首先驱动第二驱动组件20正转，促使第二驱动组件20的输出端带动第一旋转齿轮21进行顺时针转动，由于第一旋转齿轮21与第二旋转齿轮23相啮合，从而带动第二旋转齿轮23以及第二旋转轴22同步进行顺时针转动，与此同时，通过安装基件19带动大拇指跟随第二旋转轴22向靠近第二驱动组件20的方向运动；

同样的，当需要大拇指向远离第二驱动组件20的方向运动时，首先驱动第二驱动组件20反转，促使第二驱动组件20的输出端带动第一旋转齿轮21进行逆时针转动，由于第一旋转齿轮21与第二旋转齿轮23相啮合，从而带动第二旋转齿轮23以及第二旋转轴22同步进行逆时针转动，与此同时，通过安装基件19带动大拇指跟随第二旋转轴22向远离第二驱动组件20的方向运动。

本方案中的旋转机构亦可以采用涡轮和蜗杆的配合实现大拇指的旋转，或者其他配合结构，只要可以实现大拇指旋转的结构均属于本方案的保护范围。

根据本发明的一个实施例，如图15和图16所示，为了实现大拇指的屈伸，大拇指33与安装基件19之间还设有屈伸机构。

优选的，屈伸机构包括：

第三驱动组件24，竖直安装于大拇指33的指腹内；

优选的，第三驱动组件24设置为电机；

第一屈伸齿轮25，连接于第三驱动组件24的底端；

第三旋转轴26，横向插设于指腹的底端以及安装基件19；

第二屈伸齿轮27，固定连接于第三旋转轴26外侧，且与第一屈伸齿轮25相啮合。

本实施例中，第一屈伸齿轮25和第二屈伸齿轮27均设置为锥齿轮。

使用时，当需要大拇指弯曲时，首先驱动第三驱动组件24正转，促使第三驱动组件24的输出端带动第一屈伸齿轮25进行顺时针转动，由于第一屈伸齿轮25与第二屈伸齿轮27相啮合，从而带动第二屈伸齿轮27逆时针转动，由于第三旋转轴26与第二屈伸齿轮27为固定连接，则带动第三旋转轴26同步进行逆时针转动转动，带动大拇指向靠近安装基件19弯曲的方向运动；

同样的，当需要大拇指伸直时，首先驱动第三驱动组件24反转，促使第三驱动组件24的输出端带动第一屈伸齿轮25进行逆时针转动，由于第一屈伸齿轮25与第二屈伸齿轮27相啮合，从而带动第二屈伸齿轮27顺时针转动，由于第三旋转轴26与第二屈伸齿轮27为固定连接，则带动第三旋转轴26同步进行顺时针转动转动，带动大拇指向远离安装基件19弯曲的方向运动。

本方案中的屈伸机构亦可以采用涡轮和蜗杆的配合实现大拇指的屈伸，或者其他配合结构，只要可以实现大拇指屈伸的结构均属于本方案的保护范围。

根据本发明的一个实施例，如图15和图17所示，第三旋转轴26的一端设有卡槽，另一端设有限位部，通过C形卡簧与卡槽的配合，实现将第三旋转轴26稳定连接于大拇指与安装基件19之间。

根据本发明的一个实施例，为了实现对第二屈伸齿轮27的保护，如图19所示，安装基件上还连接有用于保护第二驱动齿轮的齿轮保护套28，使用时，第二屈伸齿轮27在进行转动时，避免第二屈伸齿轮27与安装基件19发生碰撞，保证第二屈伸齿轮27的正常工作。

优选的，如图19所示，齿轮保护套28包括：垂直设置的安装板29和弧形保护套30，齿轮保护套28通过安装板29安装于安装基件上，弧形保护套30安装于第二驱动齿轮的外侧，安装时，弧形保护套30与第二屈伸齿轮27之间存在一定距离，保证第二屈伸齿轮27在弧形保护套30内稳定转动。

根据本发明的一个实施例，为了对大拇指屈伸程度进行定向控制，如图17和图18所示，安装基件上还设有用于限位大拇指的限位机构。

根据本发明的一个实施例，限位机构包括相配合的第一限位件31和第二限位件32，优选的，第一限位件31和第二限位件32设置为第一凸台和第二凸台，第一凸台和第二凸台之间形成空间用于限位大拇指，使用时，当大拇指向靠近安装基件19做弯曲运动时，大拇指与第三旋转轴26的连接件将与第一凸台相接触，从而实现对大拇指弯曲最大值控制，同理，当大拇指向远离安装基件19做伸直运动时，大拇指与第三旋转轴26的连接件将与第二凸台相接触，从而实现对大拇指伸直最大值控制。

根据本发明的一个实施例，如图18所示，第一凸台和第二凸台之间呈预设角度设置，具体的角度可以根据大拇指屈伸程度需要进行预先设计；示例性的，第一凸台和第二凸台之间呈预设60度角度设置，从而保证大拇指最大屈伸角度控制在60度范围内。

本申请第三方面公开了一种仿生机器人，包括：如前述任一项中的仿生机械手。

具体工作过程如下：

使用时，当本方案手指需要进行弯曲时，首先驱动直线推杆电机，促使直线推杆电机的输出端向缩回电机缸的方向运动，转化成通过传动结构11拉动传动轴35，沿着腰槽34向靠近直线推杆电机的方向运动，以拉动指座进行向下弯曲运动，与此同时，第一旋转轴5将在拉动力的作用下进行逆时针旋转，从而带动杆件3跟随第一旋转轴5进行向下运动，根据力的传递作用，杆件3将驱动与其一端相连的指尖，跟随指座进行同步向下弯曲运动；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步弯曲，从而降低生产成本，简化整体布局，提高了机械手的稳定性；

同样的，本方案手指需要进行伸直时，首先驱动直线推杆电机，促使直线推杆电机的输出端伸出电机缸的方向运动，转化成通过传动结构11推动传动轴35，沿着腰槽34向远离直线推杆电机的方向运动，以推动指座进行向上伸直运动，从而实现指座做向上伸直运动，与此同时，第一旋转轴将在推动力的作用下进行顺时针旋转，从而带动杆件跟随第一旋转轴进行向上运动，根据力的传递作用，杆件将驱动与其一端相连的指尖，跟随指座进行同步向上伸直运动；本方案通过上述结构配合即可实现指尖和指座的同步伸直；

当需要大拇指向靠近第二驱动组件20的方向运动时，首先驱动第二驱动组件20正转，促使第二驱动组件20的输出端带动第一旋转齿轮21进行顺时针转动，由于第一旋转齿轮21与第二旋转齿轮23相啮合，从而带动第二旋转齿轮23以及第二旋转轴22同步进行顺时针转动，与此同时，通过安装基件19带动大拇指跟随第二旋转轴22向靠近第二驱动组件20的方向运动；

同样的，当需要大拇指向远离第二驱动组件20的方向运动时，首先驱动第二驱动组件20反转，促使第二驱动组件20的输出端带动第一旋转齿轮21进行逆时针转动，由于第一旋转齿轮21与第二旋转齿轮23相啮合，从而带动第二旋转齿轮23以及第二旋转轴22同步进行逆时针转动，与此同时，通过安装基件19带动大拇指跟随第二旋转轴22向远离第二驱动组件20的方向运动。

当需要大拇指弯曲时，首先驱动第三驱动组件24正转，促使第三驱动组件24的输出端带动第一屈伸齿轮25进行顺时针转动，由于第一屈伸齿轮25与第二屈伸齿轮27相啮合，从而带动第二屈伸齿轮27逆时针转动，由于第三旋转轴26与第二屈伸齿轮27为固定连接，则带动第三旋转轴26同步进行逆时针转动转动，带动大拇指向靠近安装基件19弯曲的方向运动，与此同时，当大拇指与第三旋转轴26的连接件将与第一凸台相接触，从而实现对大拇指弯曲最大值控制；

同样的，当需要大拇指伸直时，首先驱动第三驱动组件24反转，促使第三驱动组件24的输出端带动第一屈伸齿轮25进行逆时针转动，由于第一屈伸齿轮25与第二屈伸齿轮27相啮合，从而带动第二屈伸齿轮27顺时针转动，由于第三旋转轴26与第二屈伸齿轮27为固定连接，则带动第三旋转轴26同步进行顺时针转动转动，带动大拇指向远离安装基件19弯曲的方向运动；与此同时，大拇指与第三旋转轴26的连接件将与第二凸台相接触，从而实现对大拇指伸直最大值控制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示重要性；词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何方向。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种仿生机械手，其特征在于，包括：手掌(10)，以及分别与手掌(10)相连接的大拇指(33)、食指、中指、无名指、小手指，所述食指、中指、无名指以及小手指均设置为仿生手指，其特征在于，所述仿生手指包括：

指尖(1)；

底座(2)，所述底座(2)用于与手掌(10)相连接；

杆件(3)，所述杆件(3)的一端通过第一旋转轴(5)与底座(2)传动连接，且所述杆件(3)的另一端通过第一连接件(6)与指尖(1)传动连接；所述杆件(3)设置为叉形结构，且所述杆件(3)的叉形端通过第一连接件(6)与指尖(1)传动连接；

指座(4)，所述指座(4)的一端通过第二连接件(7)与所述指尖(1)传动连接，且所述指座(4)的另一端通过第三连接件(8)与底座(2)传动连接；

其中，驱动所述第一旋转轴(5)转动，通过所述杆件(3)带动指尖(1)和指座(4)同步进行屈伸动作；

所述大拇指(33)通过安装基件(19)与所述手掌(10)连接，所述大拇指(33)与所述安装基件(19)之间还设有屈伸机构；所述屈伸机构包括：

第三驱动组件(24)，竖直安装于所述大拇指(33)的指腹内；

第一屈伸齿轮(25)，连接于所述第三驱动组件(24)的底端；

第三旋转轴(26)，横向插设于所述指腹的底端以及安装基件(19)；

第二屈伸齿轮(27)，固定连接于所述第三旋转轴(26)外侧，且与第一屈伸齿轮(25)相啮合；

所述安装基件(19)上设有用于限位所述大拇指(33)的限位机构，所述限位机构包括相配合的第一限位件(31)和第二限位件(32)，所述第一限位件(31)设置为第一凸台，所述第二限位件(32)设置为第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台之间呈预设角度设置，以形成空间用于限位所述大拇指(33)；当所述大拇指(33)向靠近所述安装基件(19)做弯曲运动时，所述大拇指(33)与所述第三旋转轴(26)的连接件将与所述第一凸台相接触；当所述大拇指(33)向远离所述安装基件(19)做伸直运动时，所述大拇指(33)与所述第三旋转轴(26)的连接件将与所述第二凸台相接触。

2.根据权利要求1所述的仿生机械手，其特征在于，所述仿生手指还包括驱动机构，所述指座的侧壁面还开设有腰槽(34)，所述驱动机构沿着所述腰槽(34)进行往复运动，以拉动或推动指座进行屈伸运动。

3.根据权利要求2所述的仿生机械手，其特征在于，所述驱动机构包括：第一驱动组件(9)、传动结构以及传动轴(35)，所述第一驱动组件(9)的输出端以及传动轴(35)的一端分别与传动结构相连接，所述传动轴(35)的另一端活动连接于所述腰槽(34)内，所述第一驱动组件(9)通过传动结构驱动传动轴(35)，沿着所述腰槽(34)进行往复运动，以拉动或推动指座进行屈伸运动。

4.根据权利要求1所述的仿生机械手，其特征在于，所述第二连接件(7)上还套设有扭簧。

5.根据权利要求1所述的仿生机械手，其特征在于，所述仿生手指还包括指尖橡胶(12)，所述指尖(1)上开设有与所述指尖橡胶(12)形状相适配的安装槽(13)，所述指尖橡胶(12)通过安装机构可拆卸的安装于所述安装槽(13)内。

6.根据权利要求5所述的仿生机械手，其特征在于，所述安装机构包括：相配合的第一安装件(14)和第二安装件(15)，所述第一安装件(14)和第二安装件(15)其中之一设置于所述安装槽(13)上，另一个安装于所述指尖橡胶(12)上。

7.根据权利要求6所述的仿生机械手，其特征在于，所述第一安装件(14)和第二安装件(15)设置为相配合的凸起和通孔。

8.根据权利要求1所述的仿生机械手，其特征在于，所述手掌(10)内设有用于安装手指的框架板(16)，所述框架板(16)上还设有pcb板(17)，四个第一驱动组件均安装于所述框架板(16)内，且均与所述pcb板(17)电性连接。

9.根据权利要求8所述的仿生机械手，其特征在于，所述框架板(16)的底端还连接有手腕安装座(18)，所述大拇指的底端通过旋转机构与所述手腕安装座(18)相连接。

10.根据权利要求9所述的仿生机械手，其特征在于，所述旋转机构包括：

第二驱动组件(20)，横向安装于所述手腕安装座(18)上；

第一旋转齿轮(21)，与所述第二驱动组件(20)的输出端相连接；

第二旋转轴(22)，一端与所述安装基件(19)固定连接，另一端与所述手腕安装座(18)转动连接；

第二旋转齿轮(23)，固定连接于所述第二旋转轴(22)外侧，且与第一旋转齿轮(21)相啮合。

11.一种仿生机器人，其特征在于，包括：如权利要求1-10任一项中所述的仿生机械手。