CN114347078B - 一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，包括：手掌、拇指、食指、中指、无名指、小指和指掌关节传动机构，所述手掌上有装配槽孔，所述拇指、食指、中指、无名指和小指通过装配槽孔分布安装在手掌上，所述指掌关节传动机构通过螺钉安装在手掌上，通过传动机构分别带动拇指绕手掌转动以及带动四指向手掌两侧的侧摆。本发明采用液压驱动器来控制抓取动作，该灵巧手抓取物体时指节末端输出力大，抓取的稳定性好并且抓取精度高。本发明中的手掌、手指、关节等部件均可模块化，增强了部件的互换性以及整手的可维护性。

Description

一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，其应用领域日益扩大。其中机器人的末端执行部件也不断进行更新迭代，为了使其能够应用在不同的场合以完成不同的工作任务，机器人末端执行器渐渐地由机构简单的夹持装置向结构复杂的仿人机械灵巧手发展。仿人灵巧手是类人机器人中最复杂精密的模块，在这尺寸有限的模块中不但要集成机械传动、驱动器、传感器及控制系统于一体，还要保证其具有足够的抓握力、抓握精度和稳定性。

按照自由度和驱动器数目的比较，现有的仿人灵巧手可以分为：欠驱动和全驱动两大类。欠驱动灵巧手的驱动器个数少于自由度，即多个自由度由一个驱动器控制，所以内部通常使用腱绳机构、连杆机构等耦合传动方式。欠驱动灵巧手所需驱动器少，机械结构相对简单，控制上相对容易实现，但是由于内部结构为联动耦合机构，手指各个指关节运动是联动的，不能独立控制，所以手指的位置、姿态和运动轨迹都是固定的，只能被动适应被抓物体的轮廓，其灵活程度和人类的手有很大差距。

全驱动灵巧手的驱动器个数等于自由度，即每个自由度均由一个驱动器控制，所以可以精确控制手指的位置、姿态和运动轨迹，相比欠驱动手更加灵活多变。但是全驱动灵巧手所需驱动器很多，机械结构复杂精密，控制上比较复杂，难以在尺寸有限的灵巧手中进行高度集成，因而全驱动灵巧手往往体积较大，看上去很笨重。

灵巧手技术发展至今，国内外许多大学和科技公司都研发出了仿人灵巧手产品用于医疗、工业等领域，例如I-limb仿生医疗手、HIT/DLR手、SHADOW手、雄克仿生手、Bebionic仿生手等等。这些仿生手产品中有欠驱动也有全驱动，但无一例外地采用了电机驱动的方式。由于电机尺寸和出力的限制，全驱动灵巧手面临抓握力不够以及尺寸太大的问题，虽然欠驱动灵巧手能够输出足够的抓握力，但又不够灵活多变。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，包括：手掌、拇指、食指、中指、无名指、小指和指掌关节传动机构，所述手掌上有装配槽孔，所述拇指、食指、中指、无名指和小指通过装配槽孔分布安装在手掌上，所述指掌关节传动机构通过螺钉安装在手掌上，通过传动机构分别带动拇指绕手掌转动以及带动四指向手掌两侧的侧摆。

所述手掌包括手掌座和三位三通液压集成阀，所述手掌座和三位三通液压集成阀通过螺钉连接固定在一起，所述三位三通液压集成阀上布置了若干三位三通液压阀，由外置设备统一供油回油，并分别通过细管分别连接到五指的液压缸中。

所述三位三通液压集成阀，包括集成阀体、密封盖一、密封盖二、密封盖三、密封盖四、电机固定板一、电机固定板二、电机固定板三、电机固定板四、细管一、细管二、细管三、细管四、密封镶套、密封衬套、柱塞一、O型圈、柱塞二、端面凸轮和微型旋转电机，细管一和细管二两端分别插入集成阀体上预埋的铜管上，将供油孔路分流到两个独立布置的三位三通液压阀内，细管三和细管四一端分别插入集成阀体上预埋的铜管上，另一端则分别连接外部供油装置和回油装置，轴和孔均采用较大的过盈配合以保证密封性；密封镶套由集成阀体的供油腔一侧推入至底，密封镶套与内孔为小过盈配合；密封衬套装配在柱塞一上的预留槽中，O型圈装配在柱塞二上至轴肩处，柱塞一和柱塞二通过异型轴孔的过盈配合而固连，随后将其从集成阀体的另一侧装入直至O型圈与内孔壁接触，密封衬套与O型圈与内孔均为小过盈配合，密封盖一、密封盖二、密封盖三和密封盖四分别由集成阀体上的供油腔一侧装配，经螺钉与集成阀体固连从而使得供油腔一侧密封；微型旋转电机依次装入电机固定板一、电机固定板二、电机固定板三和电机固定板四的装配槽中，经粘接固连；端面凸轮依次与微型旋转电机的输出轴进行装配，采用D型轴孔过盈配合；调整端面凸轮和柱塞二至初始位置，将上述部件依次由集成阀体的电机装配槽一侧装入，使得端面凸轮接触并推动柱塞二轴向运动，并经粘接与集成阀体连接。

所述拇指包括拇指上指节、拇指上指节连接件、扭簧I、指关节转轴I、拇指中指节盖、推杆轴I、活塞杆I、弹簧I、导向活塞I、密封圈I、拇指中指节、拇指中指节连接件、拇指下指节盖、拇指下指节、拇指基座盖和拇指基座，拇指上指节与拇指上指节连接件经螺钉固连，拇指中指节与拇指中指节连接件经螺钉固连；密封圈I装配在导向活塞I的预留槽中，活塞杆I细轴一端经过盈配合装入导向活塞I的孔中，弹簧I一端固定于导向活塞I的轴环处，拇指中指节盖的中心孔经间隙配合穿过活塞杆I，并使弹簧I另一端固定于拇指中指节盖的轴肩处，将推杆轴I经过盈配合装入至活塞杆I粗轴端的配合孔中，随后将此部件的导向活塞I一端装入拇指中指节的内腔中，导向活塞I与内壁为间隙配合，密封圈I与内壁为小过盈配合，此部件的另一端的拇指中指节盖与拇指中指节经粘接固连；随后将导向活塞I一端装入拇指下指节两端的内腔内，拇指下指节盖和拇指基座盖分别和拇指下指节经粘接固连；将扭簧I的一端固定于拇指中指节盖的装配孔中，另一端则固定于拇指上指节连接件的装配孔中，拇指上指节连接件和拇指中指节盖通过关节转轴铰接，并使推杆轴I两轴端能够与拇指上指节连接件的滑槽面接触；拇指中指节连接件和拇指下指节盖通过关节转轴铰接，拇指基座和拇指基座盖通过关节转轴铰接，并使推杆轴I两轴端能够与拇指中指节连接件和拇指基座的滑槽面接触。

所述食指包括食指上指节、食指上指节连接件、扭簧II、指关节转轴II、食指中指节盖、推杆轴II、活塞杆II、弹簧II、导向活塞II、密封圈II、食指中指节、食指中指节连接件、食指下指节盖、食指下指节、食指下指节连接件、食指基座盖和食指基座，食指上指节与食指上指节连接件经螺钉固连，食指中指节与食指中指节连接件经螺钉固连，食指下指节与食指下指节连接件经螺钉固连；密封圈II装配在导向活塞II的预留槽中，活塞杆II细轴一端经过盈配合装入导向活塞II的孔中，弹簧II一端固定于导向活塞II的轴环处，食指中指节盖的中心孔经间隙配合穿过活塞杆II，并使弹簧II另一端固定于食指中指节盖的轴肩处，将推杆轴II经过盈配合装入至活塞杆II粗轴端的配合孔中，随后将此部件的导向活塞II一端装入食指中指节的内腔中，导向活塞II与内壁为间隙配合，密封圈II与内壁为小过盈配合，此部件的另一端的食指中指节盖与食指中指节经粘接固连；随后将导向活塞II一端分别装入食指下指节和食指基座的内腔内，食指下指节盖和食指基座盖分别与食指下指节和食指基座经粘接固连；将扭簧II的一端固定于食指中指节盖的装配孔中、另一端则固定于食指上指节连接件的装配孔中，食指上指节连接件和食指中指节盖通过关节转轴铰接，并使推杆轴II两轴端能够与食指上指节连接件的滑槽面接触；同样地，按上一步的步骤，将其他扭簧II一端固定于食指下指节盖和食指基座盖的装配孔中、另一端则固定于食指中指节连接件和食指下指节连接件的装配孔中，食指中指节连接件和食指下指节盖通过关节转轴铰接，食指下指节连接件和食指基座盖通过关节转轴铰接，并使推杆轴II两轴端能够与食指中指节连接件和食指下指节连接件的滑槽面接触。

所述中指、无名指和小指的结构与食指结构相同，其中，中指最长，食指和无名指次之，小指最短。

所述拇指、食指、中指、无名指和小指的指节内均有三个液压缸分别控制三个自由度，各个推杆轴在滑槽面上滑动并推动各指节绕关节铰链转动，并靠扭簧和弹簧回复力进行复位直至机械限位处；各手指的三个液压缸通过各手指指节上的预留孔经细管与三位三通液压集成阀的进油孔连接。

所述指掌关节传动机构，包括拇指电机、齿条、食指电机、食指蜗杆、食指电机固定板、无名指电机、无名指蜗杆、无名指电机固定板和联动连杆，拇指电机的输出轴为丝杠，旋转插入到齿条的螺纹孔内直至限位处，拇指电机固定于手掌座的装配槽内，使齿条与拇指基座的齿轮齿形相连，带动拇指绕手掌转动；食指蜗杆和无名指蜗杆分别与食指电机和无名指电机的输出轴通过D型轴孔经过盈配合装配在一起，食指电机和无名指电机装入手掌座的装配槽内，分别由食指电机固定板和无名指电机固定板经螺钉固定于手掌座上，并使食指蜗杆和无名指蜗杆分别与食指基座盖和无名指基座盖的蜗轮齿形相连，分别带动食指和无名指作侧摆运动；联动连杆一端铰接于无名指基座盖上，另一端铰接于小指基座盖上，由无名指带动小指作侧摆的耦合运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的仿人灵巧手共有18个驱动器，其中15个液压驱动器控制五指的抓取动作，另外3个电机控制五指的指掌运动，虽然简化了一部分自由度，但是该灵巧手的抓取动作依旧灵活多变，与人手的灵巧程度接近。

本发明由于采用液压驱动器来控制抓取动作，该灵巧手抓取物体时指节末端输出力大，抓取的稳定性好并且抓取精度高。

本发明结构紧凑、集成度高并且尺寸与人手相仿，所有的驱动器、传动机构和控制器都可以布置在该灵巧手中。

本发明中的手掌、手指、关节等部件均可模块化，增强了部件的互换性以及整手的可维护性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的手掌的结构示意图。

图3为本发明的三位三通液压集成阀的立体图示意图。

图4A为本发明的三位三通液压集成阀的爆炸图示意图。

图4B为本发明的三位三通液压集成阀的结构示意图。

图5为本发明的三位三通液压集成阀的单个阀体剖视图。

图6为本发明的拇指的三维爆炸图。

图7为本发明的食指的三维爆炸图。

图8为本发明的拇指的单个液压缸剖视图。

图9为本发明的食指的单个液压缸剖视图。

图10为本发明的单个手指的由伸直到弯曲的结构示意图。

图11为本发明的指掌关节传动机构的结构示意图。

图中：1-手掌，2-拇指，3-食指，4-中指，5-无名指，6-小指，7-指掌关节传动机构；

101-手掌座，102-三位三通液压集成阀；

10201-集成阀体，10202-密封盖一，10203-密封盖二，10204-密封盖三，10205-密封盖四，10206-电机固定板一，10207-电机固定板二，10208-电机固定板三，10209-电机固定板四，10210-细管一，10211-细管二，10212-细管三，10213-细管四，10214-密封镶套，10215-密封衬套，10216-柱塞一，10217-O型圈，10218-柱塞二，10219-端面凸轮，10220-微型旋转电机；

201-拇指上指节，202-拇指上指节连接件，203-扭簧I，204-指关节转轴I，205-拇指中指节盖，206-推杆轴I，207-活塞杆I，208-弹簧I，209-导向活塞I，210-密封圈I，211-拇指中指节，212-拇指中指节连接件，213-拇指下指节盖，214-拇指下指节，215-拇指基座盖，216-拇指基座；

301-食指上指节，302-食指上指节连接件，303-扭簧II，304-指关节转轴II，305-食指中指节盖，306-推杆轴II，307-活塞杆II，308-弹簧II，309-导向活塞II，310-密封圈II，311-食指中指节，312-食指中指节连接件，313-食指下指节盖，314-食指下指节，315-食指下指节连接件，316-食指基座盖，317-食指基座；

701-拇指电机，702-齿条，703-食指电机，704-食指蜗杆，705-食指电机固定板，706-无名指电机，707-无名指蜗杆，708-无名指电机固定板，709-联动连杆。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，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”、“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;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。

实施例1

如图1-5所示，一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，包括：手掌1、拇指2、食指3、中指4、无名指5、小指6和指掌关节传动机构7，所述手掌1上有装配槽孔，所述拇指2、食指3、中指4、无名指5和小指6通过装配槽孔分布安装在手掌1上，所述指掌关节传动机构7通过螺钉安装在手掌1上，通过传动机构分别带动拇指2绕手掌1转动以及带动四指向手掌1两侧的侧摆。所述手掌1包括手掌座101和三位三通液压集成阀102，所述手掌座101和三位三通液压集成阀102通过螺钉连接固定在一起，所述三位三通液压集成阀102上布置了15个三位三通液压阀，由外置设备统一供油回油，并分别通过15根细管分别连接到五指的液压缸中。所述三位三通液压集成阀102，包括集成阀体10201、密封盖一10202、密封盖二10203、密封盖三10204、密封盖四10205、电机固定板一10206、电机固定板二10207、电机固定板三10208、电机固定板四10209、细管一10210、细管二10211、细管三10212、细管四10213、15个密封镶套10214、15个密封衬套10215、15个柱塞一10216、15个O型圈10217、15个柱塞二10218、15个端面凸轮10219和15个微型旋转电机10220。细管一10210和细管二10211两端分别插入集成阀体10201上预埋的铜管上，将供油孔路分流到两个独立布置的三位三通液压阀内，细管三10212和细管四10213一端分别插入集成阀体10201上预埋的铜管上，另一端则分别连接外部供油装置和回油装置，轴和孔均采用较大的过盈配合以保证密封性；密封镶套10214由集成阀体10201的供油腔一侧推入至底，密封镶套10214与内孔为小过盈配合；密封衬套10215装配在柱塞一10216上的预留槽中，O型圈10217装配在柱塞二10218上至轴肩处，柱塞一10216和柱塞二10218通过异型轴孔的过盈配合而固连，随后将其从集成阀体10201的另一侧装入直至O型圈10217与内孔壁接触，密封衬套10215与O型圈10217与内孔均为小过盈配合，同样地，依次装入剩余14套零件；密封盖一10202、密封盖二10203、密封盖三10204和密封盖四10205分别由集成阀体10201上的4处供油腔一侧装配，经螺钉与集成阀体10201固连从而使得供油腔一侧密封；15个微型旋转电机10220依次装入电机固定板一10206、电机固定板二10207、电机固定板三10208和电机固定板四10209的装配槽中，经粘接固连；15个端面凸轮10219依次与15个微型旋转电机10220的输出轴进行装配，采用D型轴孔过盈配合；调整端面凸轮10219和柱塞二10218至初始位置，将上一步的部件依次由集成阀体10201的电机装配槽一侧装入，使得端面凸轮10219接触并推动柱塞二10218轴向运动，并经粘接与集成阀体10201连接。

实施例2

如图1、图2、图6、图8所示，一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，包括：手掌1、拇指2、食指3、中指4、无名指5、小指6和指掌关节传动机构7，所述手掌1上有装配槽孔，所述拇指2、食指3、中指4、无名指5和小指6通过装配槽孔分布安装在手掌1上，所述指掌关节传动机构7通过螺钉安装在手掌1上，通过传动机构分别带动拇指2绕手掌1转动以及带动四指向手掌1两侧的侧摆。所述拇指2包括拇指上指节201、拇指上指节连接件202、6个扭簧I203、3个指关节转轴I204、拇指中指节盖205、3个推杆轴I206、3个活塞杆I207、3个弹簧I208、3个导向活塞I209、3个密封圈I210、拇指中指节211、拇指中指节连接件212、拇指下指节盖213、拇指下指节214、拇指基座盖215和拇指基座216。拇指上指节201与拇指上指节连接件202经螺钉固连，拇指中指节211与拇指中指节连接件212经螺钉固连；密封圈I210装配在导向活塞I209的预留槽中，活塞杆I207细轴一端经过盈配合装入导向活塞I209的孔中，弹簧I208一端固定于导向活塞I209的轴环处，拇指中指节盖205的中心孔经间隙配合穿过活塞杆I207，并使弹簧I208另一端固定于拇指中指节盖205的轴肩处，将推杆轴I206经过盈配合装入至活塞杆I207粗轴端的配合孔中，随后将此部件的导向活塞I209一端装入拇指中指节211的内腔中，导向活塞I209与内壁为间隙配合，密封圈I210与内壁为小过盈配合，此部件的另一端的拇指中指节盖205与拇指中指节211经粘接固连；同样地，按上一步的步骤，将剩余的2个推杆轴I206、2个活塞杆I207、2个弹簧I208、2个导向活塞I209和2个密封圈I210分别与拇指下指节盖213和拇指基座盖215装配在一起得到2个相同的部件，随后将2个部件的导向活塞I209一端分别装入拇指下指节214两端的内腔内，拇指下指节盖213和拇指基座盖215分别和拇指下指节214经粘接固连；将2个扭簧I203的一端固定于拇指中指节盖205的左右2个装配孔中，另一端则固定于拇指上指节连接件202的2个装配孔中，拇指上指节连接件202和拇指中指节盖205通过指关节转轴I204铰接，并使推杆轴I206两轴端能够与拇指上指节连接件202的滑槽面接触；同样地，按上一步的步骤，将剩余的4个扭簧I203一端固定于拇指下指节盖213和拇指基座盖215的4个装配孔中，另一端则固定于拇指中指节连接件212和拇指基座216的4个装配孔中，拇指中指节连接件212和拇指下指节盖213通过指关节转轴I204铰接，拇指基座216和拇指基座盖215通过指关节转轴I204铰接，并使推杆轴I206两轴端能够与拇指中指节连接件212和拇指基座216的滑槽面接触。

实施例3

如图1、图2、图7、图9所示，一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，包括：手掌1、拇指2、食指3、中指4、无名指5、小指6和指掌关节传动机构7，所述手掌1上有装配槽孔，所述拇指2、食指3、中指4、无名指5和小指6通过装配槽孔分布安装在手掌1上，所述指掌关节传动机构7通过螺钉安装在手掌1上，通过传动机构分别带动拇指2绕手掌1转动以及带动四指向手掌1两侧的侧摆。如图8、图9所示，所述食指3包括食指上指节301、食指上指节连接件302、6个扭簧II303、3个指关节转轴II304、食指中指节盖305、3个推杆轴II306、3个活塞杆II307、3个弹簧II308、3个导向活塞II309、3个密封圈II310、食指中指节311、食指中指节连接件312、食指下指节盖313、食指下指节314、食指下指节连接件315、食指基座盖316和食指基座317。食指上指节301与食指上指节连接件302经螺钉固连，食指中指节311与食指中指节连接件312经螺钉固连，食指下指节314与食指下指节连接件315经螺钉固连；密封圈II310装配在导向活塞II309的预留槽中，活塞杆II307细轴一端经过盈配合装入导向活塞II309的孔中，弹簧II308一端固定于导向活塞II309的轴环处，食指中指节盖305的中心孔经间隙配合穿过活塞杆II307，并使弹簧II308另一端固定于食指中指节盖305的轴肩处，将推杆轴II306经过盈配合装入至活塞杆II307粗轴端的配合孔中，随后将此部件的导向活塞II309一端装入食指中指节311的内腔中，导向活塞II309与内壁为间隙配合，密封圈II310与内壁为小过盈配合，此部件的另一端的食指中指节盖305与食指中指节311经粘接固连；同样地，按上一步的步骤，将剩余的2个推杆轴II306、2个活塞杆II307、2个弹簧II308、2个导向活塞II309和2个密封圈II310分别与食指下指节盖313和食指基座盖316装配在一起得到2个相同的部件，随后将2个部件的导向活塞II309一端分别装入食指下指节314和食指基座317的内腔内，食指下指节盖313和食指基座盖316分别与食指下指节314和食指基座317经粘接固连；将2个扭簧II303的一端固定于食指中指节盖305的左右2个装配孔中，另一端则固定于食指上指节连接件302的2个装配孔中，食指上指节连接件302和食指中指节盖305通过指关节转轴II304铰接，并使推杆轴II306两轴端能够与食指上指节连接件302的滑槽面接触；同样地，按上一步的步骤，将剩余的4个扭簧II303一端固定于食指下指节盖313和食指基座盖316的4个装配孔中，另一端则固定于食指中指节连接件312和食指下指节连接件315的4个装配孔中，食指中指节连接件312和食指下指节盖313通过指关节转轴II304铰接，食指下指节连接件315和食指基座盖316通过指关节转轴II304铰接，并使推杆轴II306两轴端能够与食指中指节连接件312和食指下指节连接件315的滑槽面接触。

实施例4

如图1、图2、图10所示，一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，包括：手掌1、拇指2、食指3、中指4、无名指5、小指6和指掌关节传动机构7，所述手掌1上有装配槽孔，所述拇指2、食指3、中指4、无名指5和小指6通过装配槽孔分布安装在手掌1上，所述指掌关节传动机构7通过螺钉安装在手掌1上，通过传动机构分别带动拇指2绕手掌1转动以及带动四指向手掌1两侧的侧摆。所述中指4、无名指5和小指6的结构与食指3结构相同，只是长度上略有差异，中指4最长，食指3和无名指5次之，小指6最短。所述拇指2、食指3、中指4、无名指5和小指6的指节内均有3个液压缸分别控制3个自由度，各个推杆轴在滑槽面上滑动并推动各指节绕关节铰链转动，并靠扭簧和弹簧回复力进行复位直至机械限位处；各手指的3个液压缸通过各手指指节上的预留孔经细管与三位三通液压集成阀102的进油孔连接。

实施例5

如图1、图2、图11所示，一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，包括：手掌1、拇指2、食指3、中指4、无名指5、小指6和指掌关节传动机构7，所述手掌1上有装配槽孔，所述拇指2、食指3、中指4、无名指5和小指6通过装配槽孔分布安装在手掌1上，所述指掌关节传动机构7通过螺钉安装在手掌1上，通过传动机构分别带动拇指2绕手掌1转动以及带动四指向手掌1两侧的侧摆。所述指掌关节传动机构7，包括拇指电机701、齿条702、食指电机703、食指蜗杆704、食指电机固定板705、无名指电机706、无名指蜗杆707、无名指电机固定板708和联动连杆709。拇指电机701的输出轴为丝杠，旋转插入到齿条702的螺纹孔内直至限位处，拇指电机701固定于手掌座101的装配槽内，使齿条702与拇指基座216的齿轮齿形相连，带动拇指2绕手掌1转动；食指蜗杆704和无名指蜗杆707分别与食指电机703和无名指电机706的输出轴通过D型轴孔经过盈配合装配在一起，食指电机703和无名指电机706装入手掌座101的装配槽内，分别由食指电机固定板705和无名指电机固定板708经螺钉固定于手掌座101上，并使食指蜗杆704和无名指蜗杆707分别与食指基座盖316和无名指基座盖的蜗轮齿形相连，分别带动食指3和无名指5作侧摆运动；联动连杆709一端铰接于无名指基座盖上，另一端铰接于小指基座盖上，由无名指5带动小指6作侧摆的耦合运动。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，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。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，包括：手掌（1）、拇指（2）、食指（3）、中指（4）、无名指（5）、小指（6）和指掌关节传动机构（7），其特征在于：所述手掌（1）上有装配槽孔，所述拇指（2）、食指（3）、中指（4）、无名指（5）和小指（6）通过装配槽孔分布安装在手掌（1）上，所述指掌关节传动机构（7）通过螺钉安装在手掌（1）上，通过传动机构分别带动拇指（2）绕手掌（1）转动以及带动四指向手掌（1）两侧的侧摆,所述手掌（1）包括手掌座（101）和三位三通液压集成阀（102），所述手掌座（101）和三位三通液压集成阀（102）通过螺钉连接固定在一起，所述三位三通液压集成阀（102）上布置了若干三位三通液压阀，由外置设备统一供油回油，并分别通过细管分别连接到五指的液压缸中，所述三位三通液压集成阀（102），包括集成阀体（10201）、密封盖一（10202）、密封盖二（10203）、密封盖三（10204）、密封盖四（10205）、电机固定板一（10206）、电机固定板二（10207）、电机固定板三（10208）、电机固定板四（10209）、细管一（10210）、细管二（10211）、细管三（10212）、细管四（10213）、密封镶套（10214）、密封衬套（10215）、柱塞一（10216）、O型圈（10217）、柱塞二（10218）、端面凸轮（10219）和微型旋转电机（10220），细管一（10210）和细管二（10211）两端分别插入集成阀体（10201）上预埋的铜管上，将供油孔路分流到两个独立布置的三位三通液压阀内，细管三（10212）和细管四（10213）一端分别插入集成阀体（10201）上预埋的铜管上，另一端则分别连接外部供油装置和回油装置，轴和孔均采用较大的过盈配合以保证密封性；密封镶套（10214）由集成阀体（10201）的供油腔一侧推入至底，密封镶套（10214）与内孔为小过盈配合；密封衬套（10215）装配在柱塞一（10216）上的预留槽中，O型圈（10217）装配在柱塞二（10218）上至轴肩处，柱塞一（10216）和柱塞二（10218）通过异型轴孔的过盈配合而固连，随后将其从集成阀体（10201）的另一侧装入直至O型圈（10217）与内孔壁接触，密封衬套（10215）与O型圈（10217）与内孔均为小过盈配合，密封盖一（10202）、密封盖二（10203）、密封盖三（10204）和密封盖四（10205）分别由集成阀体（10201）上的供油腔一侧装配，经螺钉与集成阀体（10201）固连从而使得供油腔一侧密封；微型旋转电机（10220）依次装入电机固定板一（10206）、电机固定板二（10207）、电机固定板三（10208）和电机固定板四（10209）的装配槽中，经粘接固连；端面凸轮（10219）依次与微型旋转电机（10220）的输出轴进行装配，采用D型轴孔过盈配合；调整端面凸轮（10219）和柱塞二（10218）至初始位置，将上述部件依次由集成阀体（10201）的电机装配槽一侧装入，使得端面凸轮（10219）接触并推动柱塞二（10218）轴向运动，并经粘接与集成阀体（10201）连接。

2.根据权利要求1所述的一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，其特征在于：所述拇指（2）包括拇指上指节（201）、拇指上指节连接件（202）、扭簧I（203）、指关节转轴I（204）、拇指中指节盖（205）、推杆轴I（206）、活塞杆I（207）、弹簧I（208）、导向活塞I（209）、密封圈I（210）、拇指中指节（211）、拇指中指节连接件（212）、拇指下指节盖（213）、拇指下指节（214）、拇指基座盖（215）和拇指基座（216），拇指上指节（201）与拇指上指节连接件（202）经螺钉固连，拇指中指节（211）与拇指中指节连接件（212）经螺钉固连；密封圈I（210）装配在导向活塞I（209）的预留槽中，活塞杆I（207）细轴一端经过盈配合装入导向活塞I（209）的孔中，弹簧I（208）一端固定于导向活塞I（209）的轴环处，拇指中指节盖（205）的中心孔经间隙配合穿过活塞杆I（207），并使弹簧I（208）另一端固定于拇指中指节盖（205）的轴肩处，将推杆轴I（206）经过盈配合装入至活塞杆I（207）粗轴端的配合孔中，随后将此部件的导向活塞I（209）一端装入拇指中指节（211）的内腔中，导向活塞I（209）与内壁为间隙配合，密封圈I（210）与内壁为小过盈配合，此部件的另一端的拇指中指节盖（205）与拇指中指节（211）经粘接固连；随后将导向活塞I（209）一端装入拇指下指节（214）两端的内腔内，拇指下指节盖（213）和拇指基座盖（215）分别和拇指下指节（214）经粘接固连；将扭簧I（203）的一端固定于拇指中指节盖（205）的装配孔中，另一端则固定于拇指上指节连接件（202）的装配孔中，拇指上指节连接件（202）和拇指中指节盖（205）通过指关节转轴I（204）铰接，并使推杆轴I（206）两轴端能够与拇指上指节连接件（202）的滑槽面接触；拇指中指节连接件（212）和拇指下指节盖（213）通过指关节转轴I（204）铰接，拇指基座（216）和拇指基座盖（215）通过指关节转轴I（204）铰接，并使推杆轴I（206）两轴端能够与拇指中指节连接件（212）和拇指基座（216）的滑槽面接触。

3.根据权利要求1所述的一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，其特征在于：所述食指（3）包括食指上指节（301）、食指上指节连接件（302）、扭簧II（303）、指关节转轴II（304）、食指中指节盖（305）、推杆轴II（306）、活塞杆II（307）、弹簧II（308）、导向活塞II（309）、密封圈II（310）、食指中指节（311）、食指中指节连接件（312）、食指下指节盖（313）、食指下指节（314）、食指下指节连接件（315）、食指基座盖（316）和食指基座（317），食指上指节（301）与食指上指节连接件（302）经螺钉固连，食指中指节（311）与食指中指节连接件（312）经螺钉固连，食指下指节（314）与食指下指节连接件（315）经螺钉固连；密封圈II（310）装配在导向活塞II（309）的预留槽中，活塞杆II（307）细轴一端经过盈配合装入导向活塞II（309）的孔中，弹簧II（308）一端固定于导向活塞II（309）的轴环处，食指中指节盖（305）的中心孔经间隙配合穿过活塞杆II（307），并使弹簧II（308）另一端固定于食指中指节盖（305）的轴肩处，将推杆轴II（306）经过盈配合装入至活塞杆II（307）粗轴端的配合孔中，随后将此部件的导向活塞II（309）一端装入食指中指节（311）的内腔中，导向活塞II（309）与内壁为间隙配合，密封圈II（310）与内壁为小过盈配合，此部件的另一端的食指中指节盖（305）与食指中指节（311）经粘接固连；随后将导向活塞II（309）一端分别装入食指下指节（314）和食指基座（317）的内腔内，食指下指节盖（313）和食指基座盖（316）分别与食指下指节（314）和食指基座（317）经粘接固连；将扭簧II（303）的一端固定于食指中指节盖（305）的装配孔中、另一端则固定于食指上指节连接件（302）的装配孔中，食指上指节连接件（302）和食指中指节盖（305）通过指关节转轴II（304）铰接，并使推杆轴II（306）两轴端能够与食指上指节连接件（302）的滑槽面接触；同样地，按上一步的步骤，将其他扭簧II（303）一端固定于食指下指节盖（313）和食指基座盖（316）的装配孔中、另一端则固定于食指中指节连接件（312）和食指下指节连接件（315）的装配孔中，食指中指节连接件（312）和食指下指节盖（313）通过指关节转轴II（304）铰接，食指下指节连接件（315）和食指基座盖（316）通过指关节转轴II（304）铰接，并使推杆轴II（306）两轴端能够与食指中指节连接件（312）和食指下指节连接件（315）的滑槽面接触。

4.根据权利要求1所述的一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，其特征在于：所述中指（4）、无名指（5）和小指（6）的结构与食指（3）结构相同，其中，中指（4）最长，食指（3）和无名指（5）次之，小指（6）最短。

5.根据权利要求1所述的一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，其特征在于：所述拇指（2）、食指（3）、中指（4）、无名指（5）和小指（6）的指节内均有三个液压缸分别控制三个自由度，各个推杆轴在滑槽面上滑动并推动各指节绕关节铰链转动，并靠扭簧和弹簧回复力进行复位直至机械限位处；各手指的三个液压缸通过各手指指节上的预留孔经细管与三位三通液压集成阀（102）的进油孔连接。

6.根据权利要求1所述的一种由液压和微型电机联合驱动的仿人灵巧手，其特征在于：所述指掌关节传动机构（7），包括拇指电机（701）、齿条（702）、食指电机（703）、食指蜗杆（704）、食指电机固定板（705）、无名指电机（706）、无名指蜗杆（707）、无名指电机固定板（708）和联动连杆（709），拇指电机（701）的输出轴为丝杠，旋转插入到齿条（702）的螺纹孔内直至限位处，拇指电机（701）固定于手掌座（101）的装配槽内，使齿条（702）与拇指基座（216）的齿轮齿形相连，带动拇指（2）绕手掌（1）转动；食指蜗杆（704）和无名指蜗杆（707）分别与食指电机（703）和无名指电机（706）的输出轴通过D型轴孔经过盈配合装配在一起，食指电机（703）和无名指电机（706）装入手掌座（101）的装配槽内，分别由食指电机固定板（705）和无名指电机固定板（708）经螺钉固定于手掌座（101）上，并使食指蜗杆（704）和无名指蜗杆（707）分别与食指基座盖（316）和无名指基座盖的蜗轮齿形相连，分别带动食指（3）和无名指（5）作侧摆运动；联动连杆（709）一端铰接于无名指基座盖上，另一端铰接于小指基座盖上，由无名指（5）带动小指（6）作侧摆的耦合运动。