CN1287956C - 机器人手指 - Google Patents
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Abstract
一种机器人手指，大姆指为两指节结构，食指、中指、无名指、小指为三指节结构。这种手指的特点为只需一对直流导线控制，断电时手指张开，通电时手指弯曲合拢，以抓取物体。由一对电流线同时控制大姆指一个关节，其余四指八个关节，计一对电流线可同时控制九个关节的动作。结构简单。
Description
技术领域
本发明属于机器人领域。
背景技术
机器人是一种高技术产品，具有广阔的应用前景。在机器人手指方面，已有多种专利，如发明专利ZL02103733.7等，其共同存在的问题是，手指关节多，无法将很多个驱动电机安装到手指内，只能将多个驱动电机放到手掌内，结构复杂。无法满足各种机器人手指的不同需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种几个关节联动的手指，包括大拇指、食指、中指、无名指和小指。中指与人的手指很相似，有两个关节，通电后两个关节可同时弯曲，断电后又可伸直，而大拇指的结构与中指相同，但只需一个关节。中指与大拇指相对布置，故在断电时，两者伸开，通电时两者的指尖合拢，达到抓取物体的目的。
本发明的技术内容为：一种机器人手指，包括大拇指、中指、食指、无名指、小指，当通入直流电后，各指节形成的机器人手指由伸直状态逐渐弯曲，以抓取物体，手指的结构由内、中、外三层组成，大拇指为两指节组成，其它四指为三指节组成，其特征为：内层由波莫合金块、多孔磁性橡胶海棉组成的磁路，在沿轴线的磁场作用下，将产生轴向收缩，由于内层边缘固定在铰链上，因此，收缩的实际表现为弯曲，弯曲时，同时引起位于手指外侧并设置在中层与内层之间的弹簧片弯曲，而断电后，弹簧片带动手指伸直。
中层为线圈，考虑到手指能弯曲，故线圈分为轴向的几个绕组连接而成。
外层为磁性橡胶皮，它的作用是构成圆柱形手指外皮，并且使磁力线形成回路，以增大磁通量。
由波莫合金块、多孔磁性橡胶海棉、外层磁性橡胶皮组成的磁力线回路，不论手指弯曲与否，其磁阻均很小，且稳定不变。
附图说明
图1是中指的结构。
图2是中指弯曲两个45°后的形状。
图3是大拇指的结构。
图4是大拇指弯曲45°后的形状。
图5是大拇指和中指相对布置构成的抓手。
图6是大拇指和中指弯曲后形成抓取的形状。
具体实施方式
图1是中指的结构图，食指、无名指、小指的结构亦相同。它由三层组成，中层为线圈，当通电后，中层形成环形的磁场，磁力线经过中轴，然后经外层构成回路。中指由下列零件组成：1-外层：2-第一节手指线圈；3-第一节手指骨片：4-第一节手指固体导磁体；5-第一二节手指间或固体导磁体间的高弹性导磁体；6-第一和第二节手指的转轴；7-第二节手指的骨片；8-线圈的第二段：9-第二节手指的固体导磁体；10-弹簧片；11-指头软导磁体：12-第三节手指的固体导磁体：13-线圈的第三段；14-第三节手指的骨片；15-第二与第三节手指固体导磁体间的高弹性导磁体：16-第二与第三节手指的转轴。
由图看出，不论手指处于伸直或是弯曲状态，始终由固体导磁体、高弹性导磁体和外层形成连续的磁路，因而能保持较大的磁通量，从而能形成较大的磁力。固体导磁体4、9、12由高磁感应强度的波莫合金作成。高弹性导磁体5、15由磁粉、橡胶、发泡剂，经硫化为高导磁的橡胶海棉，具有很大的可变形性。手指端软导磁头11应有较适宜的弹性，相当于中弹性导磁体，作法与高弹性导磁体相同，只是发泡剂量要少一些，外层1的材料为磁性橡胶，由磁粉与橡胶混合炼制后硫化而成。骨片4、7、14的材料为硬塑料，不导磁，弹簧片10为铍铜，亦不导磁。
当电流由0逐渐增大时，轴向收缩力增大，手指的弯曲量增大，图2示手指的两个关节各转动到45°后，手指弯曲的形状。由图看出，此弯曲量已足够用了。
图3为大拇指的结构图，除少一节手指外，其结构与中指完全相同。图4示大拇指通电后，弯曲到45°的形状。图5示将大拇指和中指连在一起，构成手的情况，当两者不带电，伸直时，手指是张开的。当通电后(图6)，构成手的情况，当两者不带电，伸直时，手指是张开的。当通电后(图6)，两边的手指逐渐握拢，形成抓住物体的功能。
Claims (4)
1.一种机器人手指，包括大拇指、中指、食指、无名指、小指，当通入直流电后，各指节形成的机器人手指由伸直状态逐渐弯曲，以抓取物体，手指的结构由内、中、外三层组成，大拇指为两指节组成，其它四指为三指节组成，其特征为：内层由波莫合金块、多孔磁性橡胶海棉组成的磁路，在沿轴线的磁场作用下，将产生轴向收缩，由于内层边缘固定在铰链上，因此，收缩的实际表现为弯曲，弯曲时，同时引起位于手指外侧并设置在中层与内层之间的弹簧片弯曲，而断电后，弹簧片带动手指伸直。
2.根据权利要求1所述的机器人手指，其特征为：中层为线圈，考虑到手指须能弯曲，故线圈由轴向的几个绕组连接而成。
3.根据权利要求1所述的机器人手指，其特征为：外层为磁性橡胶皮，它的作用是构成圆柱形手指外皮，并且使磁力线形成回路。
4.根据权利要求1所述的机器人手指，其特征为：由波莫合金块、多孔磁性橡胶海绵、外层磁性橡胶皮组成的磁力线回路，不论手指弯曲与否，其磁阻均很小，且稳定不变。
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