CN120620249A - 一种多自由度大拇指结构及多自由度仿生手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多自由度大拇指结构及多自由度仿生手，所述多自由度仿真手包括手掌部；所述多自由度大拇指结构包括第一壳体、大拇指组件以及侧摆驱动组件；第一壳体安装于所述手掌部；大拇指组件包括依次连接的大拇指近端指关节、大拇指中端指关节和大拇指远端指关节；大拇指近端指关节一端与所述手掌部通过第一球铰链结构相连，另一端与所述大拇指中端指关节之间通过第二球铰链结构相连；所述侧摆驱动组件的动力输出端与所述大拇指近端指关节相连，还与所述大拇指中端指关节相连，以在其驱动所述大拇指组件靠近或远离所述手掌部时，同步驱动所述大拇指中端指关节相对于所述大拇指近端指关节绕所述第二球铰链结构的球心摆动，具有灵活性高的优点。

Description

一种多自由度大拇指结构及多自由度仿生手

技术领域

本发明涉及仿真装置和机械手的技术领域，特别是涉及一种多自由度大拇指结构及多自由度仿生手。

背景技术

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，因此，对于具有高度通用性与灵活性的机械手的开发十分必要。

例如，公告号为CN112659165A的中国专利所公开的一种仿真机械手，其具体公开了：支撑板、掌块、母指支撑座、四个手指支撑座、母指、四个手指、第一驱动结构、第二驱动结构和四个第三驱动结构，母指支撑座转动设置在支撑板上，掌块竖向安装在支撑板上，四个手指支撑座安装在掌块上，第一驱动结构包括第一电机、第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮同轴固定在母指支撑座上，第一电机安装在支撑板上，第二齿轮固定套接在第一电机的输出轴上并与第一齿轮啮合，母指铰接在母指支撑座上，第二驱动结构安装在母指支撑座上，其输出端与母指连接并驱动母指绕母指支撑座摆动。

然而，上述机械手仅仅可实现手指平面方向是的摆动和屈伸，可以控制的自由度相对较少，不够灵活，难以模拟人手部抓握、拾取等操作，且其手部动力以及传动装置都集成在手臂内，导致腕部灵活性缺失，进一步影响整个仿真手的灵活性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种多自由度大拇指结构及多自由度仿生手。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种多自由度大拇指结构，用于多自由度仿真手中，所述多自由度仿真手包括手掌部；

所述多自由度大拇指结构包括第一壳体、大拇指组件，以及与所述第一壳体相连的侧摆驱动组件；

所述第一壳体安装于所述手掌部；

所述大拇指组件包括依次连接的大拇指近端指关节、大拇指中端指关节和大拇指远端指关节；所述大拇指近端指关节一端与所述手掌部通过第一球铰链结构相连，另一端与所述大拇指中端指关节之间通过第二球铰链结构相连；

所述侧摆驱动组件的动力输出端与所述大拇指近端指关节相连，以驱动所述大拇指组件靠近或远离所述手掌部；

所述侧摆驱动组件的动力输出端还与所述大拇指中端指关节相连，以在其驱动所述大拇指组件靠近或远离所述手掌部时，同步驱动所述大拇指中端指关节相对于所述大拇指近端指关节绕所述第二球铰链结构的球心摆动。

优选地，所述第一球铰链结构包括连杆、第一球体和球套；

所述连杆一端与所述大拇指近端指关节固定连接，另一端与所述第一球体固定连接；

所述球套固定安装于所述手掌部，并与所述第一球体铰接。

优选地，所述侧摆驱动组件包括侧摆驱动部、侧摆拉杆和连接部；

所述侧摆驱动部安装于所述第一壳体内；

所述侧摆拉杆一端与所述侧摆驱动部活动连接，另一端具有第一铰接位和第二铰接位，所述第一铰接位与所述大拇指近端指关节转动连接，所述第二铰接位通过所述连接部与所述大拇指中端指关节相连。

优选地，所述连接部包括拉环和连接杆；

所述拉环呈圆环结构，且所述拉环的中心轴线与所述第二球铰链结构的中心轴线重合；

所述拉环与所述大拇指中端指关节固定连接，且局部朝所述大拇指近端指关节凸出于所述大拇指中端指关节；

所述连接杆一端与所述第二铰接位转动配合连接，另一端与所述拉环凸出于所述大拇指中端指关节的部分转动配合连接。

优选地，所述第二球铰链结构包括圆弧腔、铰接轴和第二球体；

所述圆弧腔开设于所述大拇指中端指关节上，且两端具有开口；

所述铰接轴两端分别贯穿所述开口与所述大拇指近端指关节转动配合连接，且所述开口的直径大于所述铰接轴；

所述第二球体位于所述圆弧腔内，并与铰接轴转动配合连接，且所述第二球体的外壁面与所述圆弧腔的腔壁相抵。

优选地，所述第二球铰链结构还包括两根套设于所述铰接轴上的延伸套筒；

所述延伸套筒关于所述第二球体对称分布，且所述延伸套筒一端与所述第二球体固定连接，另一端与所述大拇指近端指关节相抵；

所述延伸套筒的外径小于所述开口的直径。

优选地，所述第一壳体与所述手掌部转动配合连接；

所述多自由度大拇指结构还包括翻转驱动组件，用于驱动所述第一壳体转动；

至少所述翻转驱动组件的动力部安装在所述手掌部。

一种多自由度仿真手，包括手掌部，还包括如上述的多自由度大拇指结构；

还包括小拇指结构和中间指结构；

所述小拇指结构包括第二壳体，所述第二壳体与所述手掌部转动配合连接；

还包括联动驱动组件，用于驱动第一壳体和所述第二壳体同时向朝向所述手掌部方向或远离所述手掌部方向转动。

优选地，所述小拇指结构与所述第二壳体之间、所述中间指结构与所述手掌部之间均设置有摆动驱动组件；

所述摆动驱动组件包括铰接架、圆弧锥齿段、第二主动锥齿轮；

所述铰接架转动安装于所述第二壳体或所述手掌部上，并与所述小拇指结构的近端指关节或所述中间指结构的近端指关节相连；

所述圆弧锥齿段固设于所述铰接架上，并与所述第二主动锥齿轮啮合传动。

优选地，所述多自由度大拇指结构、小拇指结构和所述中间指结构均具有相互铰接的指关节；

相邻的所述指关节之间设有屈伸驱动组件；

所述屈伸驱动组件包括屈伸驱动动力部、第二传动齿轮组、屈伸驱动螺杆、屈伸驱动滑块和屈伸拉杆；

所述屈伸驱动动力部的动力通过所述第二传动齿轮组传递至所述屈伸驱动螺杆，以驱动所述屈伸驱动螺杆转动；

所述屈伸驱动滑块滑移安装于其中一个所述指关节上，并与所述屈伸驱动螺杆螺纹连接，以在所述屈伸驱动螺杆转动时，沿所述屈伸驱动螺杆轴向滑移；所述屈伸拉杆一端与所述屈伸驱动滑块转动配合连接，另一端与另一个所述指关节铰接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种多自由度大拇指结构，通过第一球铰链结构实现大拇指近端指关节与手掌部之间的活动连接，通过第二球铰链结构实现大拇指近端指关节与大拇指中端指关节之间的活动连接，同时，还通过侧摆驱动组件同时连接大拇指近端指关节与大拇指中端指关节，进而使得侧摆驱动组件能够在驱动驱动大拇指组件靠近或远离手掌部时，同步驱动大拇指中端指关节相对于大拇指近端指关节绕第二球铰链结构的球心摆动，进而能够有效增加大拇指结构的灵活性。对应的，本发明提供的一种多自由度仿真手，具有上述的多自由度大拇指结构，能够更灵活，更适用于抓握操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明提供的多自由度大拇指结构与手掌部的连接示意图。

图2为本发明提供的多自由度大拇指结构其中一种实施例的结构示意图。

图3为图2拆除第一壳体后的结构示意图(局部剖切)。

图4为图3中D1位置的放大示意图。

图5为图2的局部剖切示意图。

图6为图5中D2位置的放大示意图。

图7为图2在其屈伸驱动组件位置的剖切示意图。

图8为本发明提供的多自由度大拇指结构另一种实施例的结构示意图。

图9为图8另一视角下的剖切示意图。

图10为本发明提供的多自由度仿真手的结构示意图。

图11为图10中多自由度大拇指结构、小拇指结构和联动驱动组件的连接示意图。

图12为中间指结构的结构示意图。

图13为中间指结构的局部剖切示意图。

图14为中间指结构中摆动驱动组件的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一壳体；2、大拇指组件；21、大拇指近端指关节；22、大拇指中端指关节；23、大拇指远端指关节；3、侧摆驱动组件；31、侧摆驱动部；311、侧摆驱动电机；312、侧摆驱动齿轮组；313、侧摆驱动螺杆；314、侧摆驱动滑块；32、侧摆拉杆；321、第一铰接位；322、第二铰接位；33、连接部；331、拉环；332、连接杆；4、第一球铰链结构；41、连杆；42、第一球体；43、球套；5、第二球铰链结构；51、圆弧腔；511、开口；52、铰接轴；53、第二球体；54、延伸套筒；6、翻转驱动组件；61、第一电机；62、翻转传动齿轮组；63、翻转驱动轴；64、第一主动锥齿轮；65、第一从动锥齿轮；7、第二壳体；71、圆轴；8、联动驱动组件；9、摆动驱动组件；91、铰接架；92、圆弧锥齿段；93、第二主动锥齿轮；94、动力源；10、屈伸驱动组件；101、屈伸驱动动力部；102、第二传动齿轮组；103、屈伸驱动螺杆；104、屈伸驱动滑块；105、屈伸拉杆；106、延伸拉杆；100、手掌部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“相连”、“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。

参见图1至图7，本发明实施例提供了一种多自由度大拇指结构，用于多自由度仿真手中，以提升仿真手的灵活性。其中，多自由度仿真手包括手掌部100，多自由度大拇指结构包括第一壳体1、大拇指组件2，以及与第一壳体1相连的侧摆驱动组件3。

具体地说，第一壳体1安装于手掌部100；大拇指组件2包括依次连接的大拇指近端指关节21、大拇指中端指关节22和大拇指远端指关节23；大拇指近端指关节21一端与手掌部100通过第一球铰链结构4相连，另一端与大拇指中端指关节22之间通过第二球铰链结构5相连；侧摆驱动组件3的动力输出端与大拇指近端指关节21相连，以驱动大拇指组件2靠近或远离手掌部100；侧摆驱动组件3的动力输出端还与大拇指中端指关节22相连，以在其驱动大拇指组件2靠近或远离手掌部100时，同步驱动大拇指中端指关节22相对于大拇指近端指关节21绕第二球铰链结构5的球心摆动。

值得说明的是，“近端”为相对靠近手掌部100的一端，“远端”位相对远离手掌部100的一端。

不难理解的是，在上述方案中，通过第一球铰链结构4实现大拇指近端指关节21与手掌部100之间的活动连接，通过第二球铰链结构5实现大拇指近端指关节21与大拇指中端指关节22之间的活动连接，同时，还通过侧摆驱动组件3同时连接大拇指近端指关节21与大拇指中端指关节22，进而使得侧摆驱动组件3能够在驱动驱动大拇指组件2靠近或远离手掌部100时，同步驱动大拇指中端指关节22相对于大拇指近端指关节21绕第二球铰链结构5的球心摆动，进而能够有效增加大拇指结构的灵活性，其应用于多自由度仿真手时，能够更灵活，更适用于抓握操作。

参见图1和图5，第一球铰链结构4包括连杆41、第一球体42和球套43；连杆41一端与大拇指近端指关节21固定连接，另一端与第一球体42固定连接；球套43固定安装于手掌部100，并与第一球体42铰接。

具体地，在本实施例中，第一球体42的球心C1位于侧摆驱动组件3的中心轴线L1靠近大拇指组件2的一侧，进而可在一定程度上增加大拇指组件2的摆动范围。

当然，在其他实施例中，第一球铰链结构4的球心C1也可设置于第一壳体1的旋转轴线上，还可根据实际的摆动需求进行设置，能够满足大拇指组件2的实际运动需求即可。

参见图2至图6，侧摆驱动组件3包括侧摆驱动部31、侧摆拉杆32和连接部33；其中，侧摆驱动部31安装于第一壳体1内；侧摆拉杆32一端与侧摆驱动部31活动连接，另一端具有第一铰接位321和第二铰接位322，第一铰接位321与大拇指近端指关节21转动连接，第二铰接位322通过连接部33与大拇指中端指关节22相连。

应当理解的是，侧摆驱动部31、侧摆拉杆32和连接部33可设置为多种结构，能够在驱动大拇指组件2靠近或远离手掌部100(即沿图5所示的Z11或Z12方向转动)时，能够同时驱动大拇指中端指关节22相对于大拇指近端指关节21也沿靠近或远离手掌部100(即沿图5所示的Z21或Z22方向转动)即可。

具体地说，在本实施例中，侧摆驱动部31包括侧摆驱动电机311、侧摆驱动齿轮组312、侧摆驱动螺杆313和侧摆驱动滑块314；其中，侧摆驱动电机311的动力通过侧摆驱动齿轮组312传递至侧摆驱动螺杆313，以驱动侧摆驱动螺杆313转动；而侧摆驱动螺杆313与侧摆驱动滑块314滑移连接，进而能够驱动侧摆驱动滑块314滑移沿侧摆驱动螺杆313的轴向滑移。

不难理解的是，由于要通过侧摆驱动滑块314的转动以驱动侧摆驱动滑块314滑移，故侧摆驱动滑块314与第一壳体1轴向滑移且周向限位连接。

具体地说，连接部33包括拉环331和连接杆332；拉环331呈圆环结构，且拉环331的中心轴线与第二球铰链结构5的中心轴线重合；拉环331与大拇指中端指关节22固定连接，且局部朝大拇指近端指关节21凸出于大拇指中端指关节22；连接杆332一端与第二铰接位322转动配合连接，另一端与拉环331凸出于大拇指中端指关节22的部分转动配合连接。不难理解的是，大拇指近端指关节21具有足够的供连接部33运转的空间，且上述设置既有利于结构安装，又有各结构之间稳定运动。

参见图2至图6，第二球铰链结构5包括圆弧腔51、铰接轴52和第二球体53；圆弧腔51开设于大拇指中端指关节22上，且两端具有开口511；铰接轴52两端分别贯穿开口511与大拇指近端指关节21转动配合连接，且开口511的直径大于铰接轴52；第二球体53位于圆弧腔51内，并与铰接轴52转动配合连接，且第二球体53的外壁面与圆弧腔51的腔壁相抵。

进一步地说，为了便于大拇指中端指关节22相对于大拇指近端指关节21稳定摆动，第二球铰链结构5还包括两根套设于铰接轴52上的延伸套筒54；延伸套筒54关于第二球体53对称分布，且延伸套筒54一端与第二球体53固定连接，另一端与大拇指近端指关节21相抵；延伸套筒54的外径小于开口511的直径。

参见图8和图9，在另一种实施例中，为了进一步增加多自由度大拇指结构的灵活度，第一壳体1与手掌部100转动配合连接；多自由度大拇指结构还包括翻转驱动组件6，用于驱动第一壳体1转动。

不难理解的是，本方案中驱动第一壳体1转动，也即驱动第一壳体1、大拇指组件2和侧摆驱动组件3整体转动(相对于手掌部100)，能够增加灵活度。

参见图8和图9，为了便于大拇指组件2的灵活调节，至少翻转驱动组件6的动力部安装在手掌部100。

具体地说，翻转驱动组件6包括第一电机61、翻转传动齿轮组62、翻转驱动轴63、第一主动锥齿轮64和第一从动锥齿轮65；其中，第一电机61的动力通过翻转传动齿轮组62传递至翻转驱动轴63，以驱动翻转驱动轴63转动；第一电机61、翻转传动齿轮组62、翻转驱动轴63和第一主动锥齿轮64均安装于手掌部100，且第一主动锥齿轮64固设于翻转驱动轴63一端；第一从动锥齿轮65则固定安装或卡接于第一壳体1一端，并与第一主动锥齿轮64啮合传动，以使的翻转驱动组件6能够驱动第一壳体1转动。

当然，在其他实施例中，翻转驱动组件6也可设置为电机和联轴器，直接驱动第一壳体1转动；还可设置为往复电机(往复电推杆等)、齿条和齿轮的组合结构，即翻转驱动组件6能够驱动第一壳体1相对于手掌部100转动即可。

参见图10至图14，本实施例还提供了一种多自由度仿真手，其包括手掌部100、小拇指结构、中间指结构以及上述的多自由度大拇指结构。其中，中间指结构共设置有三根。小拇指结构包括第二壳体7和小拇指组件，小拇指组件安装于第二壳体7上，第二壳体7与手掌部100转动配合连接。

为了进一步增加整个多自由仿真手的灵活性，还包括联动驱动组件8，联动驱动组件8用于驱动第一壳体1和第二壳体7同时向朝向手掌部100方向或远离手掌部100方向转动。参见图11，即当第一壳体1绕其旋转中心轴线L2向内(即朝向手掌部100方向)转动时，第二壳体7则会同时绕其旋转中心轴线L3向内(即朝向手掌部100方向)转动，实现整个仿生手的收拢，便于模拟人手部握拳、抓取等动作。对应的，当第一壳体1绕其旋转中心轴线L2向外(即远离手掌部100方向)转动时，第二壳体7则会同时绕其旋转中心轴线L3向外(即远离手掌部100方向)转动，实现整个仿生手的展平，模拟人手掌打开的动作。

具体地说，联动驱动组件8可设置为齿轮组和轴的组合结构，进而便于调节传动比，便于调控第一壳体1的旋转角度和第二壳体7的旋转角度相匹配。

进一步地说，联动驱动组件8一端与翻转驱动轴63啮合传动，另一端与第二壳体7与手掌部100连接的圆轴71连接。

为了进一步增加仿生手调节的灵活性，进而模拟人各个手指之间相互靠拢活远离的状态，小拇指结构与第二壳体7之间、中间指结构与手掌部100之间均设置有摆动驱动组件9。

以中间指结构为例进行说明，摆动驱动组件9包括铰接架91、圆弧锥齿段92、第二主动锥齿轮93；铰接架91转动安装于手掌部100，并与中间指结构的近端指关节，圆弧锥齿段92固设于铰接架91上，并与第二主动锥齿轮93啮合传动。

应当理解的是，参见图14，摆动驱动组件9的动力源94也可设置为电机，其也可通过齿轮组将动力传递至转轴，再驱动第二主动锥齿轮93转动，第二主动锥齿轮93转动时驱动圆弧锥齿段92和铰接架91同步摆动。

此外，为了便于各个手指的调节，摆动驱动组件9可设置在手掌部100内设置的安装腔内。

还应当理解的是，位于小拇指结构与第二壳体7的摆动驱动组件9结构类似，区别在于：铰接架91转动安装于第二壳体7上(也即摆动驱动组件9设置在第二壳体7设置的安装腔内)，并与小拇指结构近端指关节相连，因此不做赘述。

参见图7，以及图10和图13，多自由度大拇指结构、小拇指结构和中间指结构均具有相互铰接的指关节；相邻的指关节之间设有屈伸驱动组件10，以实现手指的屈伸调节。

具体地说，以多自由度大拇指结构和小拇指结构为例进行说明，屈伸驱动组件10包括屈伸驱动动力部101、第二传动齿轮组102、屈伸驱动螺杆103、屈伸驱动滑块104和屈伸拉杆105；屈伸驱动动力部101的动力通过第二传动齿轮组102传递至屈伸驱动螺杆103，以驱动屈伸驱动螺杆103转动；屈伸驱动滑块104滑移安装于其中一个指关节上，并与屈伸驱动螺杆103螺纹连接，以在屈伸驱动螺杆103转动时，沿屈伸驱动螺杆103轴向滑移；屈伸拉杆105一端与屈伸驱动滑块104转动配合连接，另一端与另一个指关节铰接。

此外，参见图13，在中间指结构中，由于手指相对较长，指关节可设置有四节，而位于最远端的指关节与中端指关节之间可增设一根延伸拉杆106，以实现最远端指关节和与其相邻的指关节的同步驱动。

还应当说明的是，由于本申请各个滑块和螺杆之间螺纹连接，且由螺杆的转动来驱动滑块滑移，固对滑块采用轴向滑移而周向限位的安装方式。

综上所述，参见图1至图14，本申请中仿生手的具体运动方式可有以下几种：

1、中间指结构和小拇指结构的摆动和屈伸运动。

2、多自由度大拇指结构的屈伸运动。

3、多自由度大拇指结构相对靠近或远离手掌部100，同时，多自由度大拇指结构的大拇指中端指关节22相对于大拇指近端指关节21摆动。

4、第一壳体1和第二壳体7同时相对于手掌部100转动。

还应当理解的是，由于上述四种运动之间相互不干涉，故可同时进行，以相互配合实现仿生手模拟人手部的握拳、抓取、展开等动作，以使仿生手更灵活。

此外，为了实现进准调控，所有驱动装置(如屈伸驱动组件10、翻转驱动组件6、侧摆驱动组件3等)都设有末端位置传感器，保障运动精度。例如，可以用于检测对应滑块的位置，以判断运动状态。

还值得说明的是，在本实施例中，侧摆驱动部31安装于第一壳体1内(参见图2、图3和图5)；翻转驱动组件6和联动驱动组件8均安装于手掌部100(参见图8至图11)；摆动驱动组件9安装于小拇指结构与第二壳体7之间、中间指结构与手掌部100之间(参见图10至图14)；屈伸驱动组件10设置在相邻的指关节之间(参见图7和图13)，也即：仿真手的侧摆驱动组件3、翻转驱动组件6、摆动驱动组件9和屈伸驱动组件10等动力和传动结构均设置在仿真手上，且各个驱动结构之间的运动相对独立控制，进而能够有效增加整个仿真手的灵活性，同时，还能够不影响仿真手的手腕部分的灵活度，进一步增加整个仿真手的灵活性。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种多自由度大拇指结构，用于多自由度仿真手中，所述多自由度仿真手包括手掌部(100)；

其特征在于，

所述多自由度大拇指结构包括第一壳体(1)、大拇指组件(2)，以及与所述第一壳体(1)相连的侧摆驱动组件(3)；

所述第一壳体(1)安装于所述手掌部(100)；

所述大拇指组件(2)包括依次连接的大拇指近端指关节(21)、大拇指中端指关节(22)和大拇指远端指关节(23)；所述大拇指近端指关节(21)一端与所述手掌部(100)通过第一球铰链结构(4)相连，另一端与所述大拇指中端指关节(22)之间通过第二球铰链结构(5)相连；

所述侧摆驱动组件(3)的动力输出端与所述大拇指近端指关节(21)相连，以驱动所述大拇指组件(2)靠近或远离所述手掌部(100)；

所述侧摆驱动组件(3)的动力输出端还与所述大拇指中端指关节(22)相连，以在其驱动所述大拇指组件(2)靠近或远离所述手掌部(100)时，同步驱动所述大拇指中端指关节(22)相对于所述大拇指近端指关节(21)绕所述第二球铰链结构(5)的球心摆动。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度大拇指结构，其特征在于，所述第一球铰链结构(4)包括连杆(41)、第一球体(42)和球套(43)；

所述连杆(41)一端与所述大拇指近端指关节(21)固定连接，另一端与所述第一球体(42)固定连接；

所述球套(43)固定安装于所述手掌部(100)，并与所述第一球体(42)铰接。

3.根据权利要求2所述的一种多自由度大拇指结构，其特征在于，所述侧摆驱动组件(3)包括侧摆驱动部(31)、侧摆拉杆(32)和连接部(33)；

所述侧摆驱动部(31)安装于所述第一壳体(1)内；

所述侧摆拉杆(32)一端与所述侧摆驱动部(31)活动连接，另一端具有第一铰接位(321)和第二铰接位(322)，所述第一铰接位(321)与所述大拇指近端指关节(21)转动连接，所述第二铰接位(322)通过所述连接部(33)与所述大拇指中端指关节(22)相连。

4.根据权利要求3所述的一种多自由度大拇指结构，其特征在于，所述连接部(33)包括拉环(331)和连接杆(332)；

所述拉环(331)呈圆环结构，且所述拉环(331)的中心轴线与所述第二球铰链结构(5)的中心轴线重合；

所述拉环(331)与所述大拇指中端指关节(22)固定连接，且局部朝所述大拇指近端指关节(21)凸出于所述大拇指中端指关节(22)；

所述连接杆(332)一端与所述第二铰接位(322)转动配合连接，另一端与所述拉环(331)凸出于所述大拇指中端指关节(22)的部分转动配合连接。

5.根据权利要求1所述的一种多自由度大拇指结构，其特征在于，所述第二球铰链结构(5)包括圆弧腔(51)、铰接轴(52)和第二球体(53)；

所述圆弧腔(51)开设于所述大拇指中端指关节(22)上，且两端具有开口(511)；

所述铰接轴(52)两端分别贯穿所述开口(511)与所述大拇指近端指关节(21)转动配合连接，且所述开口(511)的直径大于所述铰接轴(52)；

所述第二球体(53)位于所述圆弧腔(51)内，并与铰接轴(52)转动配合连接，且所述第二球体(53)的外壁面与所述圆弧腔(51)的腔壁相抵。

6.根据权利要求5所述的一种多自由度大拇指结构，其特征在于，所述第二球铰链结构(5)还包括两根套设于所述铰接轴(52)上的延伸套筒(54)；

所述延伸套筒(54)关于所述第二球体(53)对称分布，且所述延伸套筒(54)一端与所述第二球体(53)固定连接，另一端与所述大拇指近端指关节(21)相抵；

所述延伸套筒(54)的外径小于所述开口(511)的直径。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种多自由度大拇指结构，其特征在于，所述第一壳体(1)与所述手掌部(100)转动配合连接；

所述多自由度大拇指结构还包括翻转驱动组件(6)，用于驱动所述第一壳体(1)转动；

至少所述翻转驱动组件(6)的动力部安装在所述手掌部(100)。

8.一种多自由度仿真手，包括手掌部(100)，其特征在于，还包括如上述权利要求1-7任意一项所述的多自由度大拇指结构；

还包括小拇指结构和中间指结构；

所述小拇指结构包括第二壳体(7)，所述第二壳体(7)与所述手掌部(100)转动配合连接；

还包括联动驱动组件(8)，用于驱动第一壳体(1)和所述第二壳体(7)同时向朝向所述手掌部(100)方向或远离所述手掌部(100)方向转动。

9.根据权利要求8所述的一种多自由度仿真手，其特征在于，所述小拇指结构与所述第二壳体(7)之间、所述中间指结构与所述手掌部(100)之间均设置有摆动驱动组件(9)；

所述摆动驱动组件(9)包括铰接架(91)、圆弧锥齿段(92)、第二主动锥齿轮(93)；

所述铰接架(91)转动安装于所述第二壳体(7)或所述手掌部(100)上，并与所述小拇指结构的近端指关节或所述中间指结构的近端指关节相连；

所述圆弧锥齿段(92)固设于所述铰接架(91)上，并与所述第二主动锥齿轮(93)啮合传动。

10.根据权利要求8所述的一种多自由度仿真手，其特征在于，所述多自由度大拇指结构、小拇指结构和所述中间指结构均具有相互铰接的指关节；

相邻的所述指关节之间设有屈伸驱动组件(10)；

所述屈伸驱动组件(10)包括屈伸驱动动力部(101)、第二传动齿轮组(102)、屈伸驱动螺杆(103)、屈伸驱动滑块(104)和屈伸拉杆(105)；

所述屈伸驱动动力部(101)的动力通过所述第二传动齿轮组(102)传递至所述屈伸驱动螺杆(103)，以驱动所述屈伸驱动螺杆(103)转动；

所述屈伸驱动滑块(104)滑移安装于其中一个所述指关节上，并与所述屈伸驱动螺杆(103)螺纹连接，以在所述屈伸驱动螺杆(103)转动时，沿所述屈伸驱动螺杆(103)轴向滑移；所述屈伸拉杆(105)一端与所述屈伸驱动滑块(104)转动配合连接，另一端与另一个所述指关节铰接。