CN205272026U - 一种欠驱动柔性仿生机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种欠驱动柔性仿生机械手，包括：手掌；第一手指，第一电机，第一蜷伸驱动机构，多个第二手指，多个第三电机，多个第二蜷伸驱动机构，本实用新型所取得的有益效果是：机械手的进行多种动作的展现；手指采用欠驱动方式控制，蜷缩动作状态不唯一，并且手指可进行摆动，使得手指可以根据目标物体的实际外形进行适应性调节与抓取，可根据抓取物体的表面形状进行自我调节，实现手指与物体间的贴合，保证抓稳物体。

Description

一种欠驱动柔性仿生机械手

技术领域

本实用新型涉及一种机械手，尤其涉及一种欠驱动柔性仿生机械手。

背景技术

机械手模仿人手的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

现有的多自由度机械手存在以下问题：1.机械手的自由度和灵活性较低，不能完全还原出人们能做出的手上动作。2.结构不够紧凑，手型庞大。3.手指运动僵硬，不能有效缓冲与适应被抓物体的外形，并根据外形而调整各指段间的先对角度与位置。4.手指动作轨迹固定，不能实时调整动作状态，容错率低。

在专利CN1048202181A中公开了一种机器人的三指灵巧手执行装置，该三指拟人机械手采用基于欠驱动原理的键传动结构，采用双闭环的原理实现抓取控制，外环是角度环，内环是压力环。但是该机械手的手指仅能做弯曲运动，无法做摆动，在所夹持物体较复杂时，适应能力较差。

实用新型内容

为了解决至少一个上述问题，本实用新型提供了一种欠驱动柔性仿生机械手，具体技术方案如下。

一种欠驱动柔性仿生机械手，包括：

手掌；

第一手指，其具有枢接于所述手掌的第一指节、枢接于所述第一指节的第二指节和枢接于所述第二指节的第三指节；

第一电机，配置成驱动所述第一指节相对于所述手掌转动，以使所述第一手指进行摆动；

第一蜷伸驱动机构，其具有第一拉线、第一复位装置和安装于所述手掌的第二电机，配置成驱动所述第一手指进行蜷伸运动；

多个第二手指，每个所述第二手指具有枢接于所述手掌的连接块、枢接于所述连接块的第四指节、枢接于所述第四指节的第五指节和枢接于所述第五指节的第六指节；

多个第三电机，每个所述第三电机配置成驱动一个所述连接块相对于所述手掌转动，以使每个所述第二手指进行摆动；

多个第二蜷伸驱动机构，每个所述第二蜷伸驱动机构具有第二拉线、第二复位装置和安装于所述手掌的第四电机，配置成驱动一个所述第二手指进行蜷伸运动。

所述第一复位装置包括两个扭簧，一个扭簧安装于所述第一指节和所述第二指节，另一扭簧安装于所述第二指节和所述第三指节；

每个所述第二复位装置包括三个扭簧，一个扭簧安装于所述连接块和所述第四指节，另一扭簧安装于所述第四指节和所述第五指节，第三个扭簧安装于所述第五指节和所述第六指节；

所述第一蜷伸驱动机构和每个所述第二蜷伸驱动机构均还包括拉线管。

本实用新型所取得的有益效果是：机械手的进行多种动作的展现；手指采用欠驱动方式控制，蜷缩动作状态不唯一，并且手指可进行摆动，使得手指可以根据目标物体的实际外形进行适应性调节与抓取，可根据抓取物体的表面形状进行自我调节，实现手指与物体间的贴合，保证抓稳物体。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

图1是本实用新型的示意性结构图。

图2是本实用新型的示意性局部结构图。

具体实施方式

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

如图1和图2所示，电机62可控制机械手63的弯曲。每个机械手63包括手掌631、第一手指632、第一电机633、第一蜷伸驱动机构、多个第二手指636、多个第三电机637和多个第二蜷伸驱动机构。

第一手指632可为拇指，其具有枢接于手掌631的第一指节、枢接于第一指节的第二指节和枢接于第二指节的第三指节。第一电机633可配置成驱动第一指节相对于手掌631转动，以使第一手指632进行摆动。第一蜷伸驱动机构可具有第一拉线634、拉线管639、第一复位装置和安装于手掌631的第二电机635，配置成驱动第一手指632进行蜷伸运动。第一拉线可为钢丝线，拉线管639可为软簧管。第一复位装置包括两个扭簧，一个扭簧安装于第一指节和第二指节，另一扭簧安装于第二指节和第三指节。

多个第二手指636可为四个，分别为食指、中指、无名指和小指；也可为其中的部分，例如三个，分别为食指、中指和无名指。每个第二手指636具有枢接于手掌631的连接块、枢接于连接块的第四指节、枢接于第四指节的第五指节和枢接于第五指节的第六指节。每个第三电机637配置成驱动一个连接块相对于手掌631转动，以使每个第二手指636进行摆动。每个第二蜷伸驱动机构具有第二拉线、拉线管639、第二复位装置和安装于手掌631的第四电机638，配置成驱动一个第二手指636进行蜷伸运动。每个第二复位装置包括三个扭簧，一个扭簧安装于连接块和第四指节，另一扭簧安装于第四指节和第五指节，第三个扭簧安装于第五指节和第六指节。

优选地，第一电机633、第二电机635、每个第三电机637、每个第四电机638、第五电机、第六电机、第七电机、第八电机、第九电机和第十电机均为舵机。

拉线管639沿其轴向的长度几乎不可伸缩，拉线穿过其中，拉线管639的设置一方面保护了拉线，另一方面使得第一电机633和第二电机635的运动相互独立，不受干扰，其他手指的拉线管639的设置具有同样的功能。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (2)

1.一种欠驱动柔性仿生机械手，其特征在于，包括：

手掌；

第一手指，其具有枢接于所述手掌的第一指节、枢接于所述第一指节的第二指节和枢接于所述第二指节的第三指节；

第一电机，配置成驱动所述第一指节相对于所述手掌转动，以使所述第一手指进行摆动；

第一蜷伸驱动机构，其具有第一拉线、第一复位装置和安装于所述手掌的第二电机，配置成驱动所述第一手指进行蜷伸运动；

多个第二手指，每个所述第二手指具有枢接于所述手掌的连接块、枢接于所述连接块的第四指节、枢接于所述第四指节的第五指节和枢接于所述第五指节的第六指节；

多个第三电机，每个所述第三电机配置成驱动一个所述连接块相对于所述手掌转动，以使每个所述第二手指进行摆动；

多个第二蜷伸驱动机构，每个所述第二蜷伸驱动机构具有第二拉线、第二复位装置和安装于所述手掌的第四电机，配置成驱动一个所述第二手指进行蜷伸运动。

2.根据权利要求1所述的一种欠驱动柔性仿生机械手，其特征在于，

所述第一复位装置包括两个扭簧，一个扭簧安装于所述第一指节和所述第二指节，另一扭簧安装于所述第二指节和所述第三指节；

每个所述第二复位装置包括三个扭簧，一个扭簧安装于所述连接块和所述第四指节，另一扭簧安装于所述第四指节和所述第五指节，第三个扭簧安装于所述第五指节和所述第六指节；

所述第一蜷伸驱动机构和每个所述第二蜷伸驱动机构均还包括拉线管。