CN220922437U - 一种绳驱动五指运动的仿生手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种绳驱动五指运动的仿生手，包括主体，所述主体外侧分别设有食指、中指、无名指、小拇指和大拇指，所述主体上固定连接有多个弹性件，多个所述弹性件分别与食指、中指、无名指、小拇指和大拇指固定连接，所述主体内设有驱动机构，所述主体内设有滑轮机构，所述滑轮机构通过多条第一牵引绳与食指、中指、无名指、小拇指和大拇指连接，所述驱动机构通过第二牵引绳与滑轮机构连接，所述驱动机构通过与之连接的牵引绳带动滑轮机构运行，所述滑轮机构通过多条牵引绳分别带动食指、中指、无名指、小拇指和大拇指弯曲。本实用新型提供一种绳驱动五指运动的仿生手，单电机驱动五根手指协同运动，降低仿生手的生产成本。

Description

一种绳驱动五指运动的仿生手

技术领域

本实用新型涉及仿生灵巧手领域，尤其涉及一种绳驱动五指运动的仿生手。

背景技术

近年来机器人迅猛发展，已经在工厂、战场、太空等不同环境下进行作业，而末端执行机构是其中关键部分。末端执行机构大多为单自由度的夹钳式或是平行移动式机构，甚至还有用于搬运用的真空吸盘式的机构。这些末端执行机构大多结构简单、控制方便，适合于大负荷作业，但是由于其所具有的通用性弱、智能化低、精度差等缺点，这些简单的末端操作机构己经不能够满足人类对复杂性任务的要求，也限制了机器人在众多领域中的发展。因此五指机械手以其执行动作多、灵巧、适应性强等优势而备受关注。

现有的仿生手是通过多个电机分别控制五根仿生手指，每根手指都能单独运行弯曲，当握持相对简单物品，无需仿生手每根仿生手指单独运行进行握持，只需要仿生手的手指实现张开和握持，现有的仿生手内部结构复杂和配套的电气装置过多，推高了用户的购入安装在设备上的成本，不适用于低成本的生产作业中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种绳驱动五指运动的仿生手，单电机驱动五根手指协同运动，降低仿生手的生产成本。

本实用新型公开的一种绳驱动五指运动的仿生手所采用的技术方案是:

包括主体，所述主体外侧分别设有食指、中指、无名指、小拇指和大拇指，所述主体上固定连接有多个弹性件，多个所述弹性件分别与食指、中指、无名指、小拇指和大拇指固定连接，所述主体内设有驱动机构，所述主体内设有滑轮机构，所述滑轮机构通过多条第一牵引绳与食指、中指、无名指、小拇指和大拇指连接，所述驱动机构通过第二牵引绳与滑轮机构连接，所述驱动机构通过与之连接的牵引绳带动滑轮机构运行，所述滑轮机构通过多条牵引绳分别带动食指、中指、无名指、小拇指和大拇指弯曲。

作为优先方案，所述多条所述第一牵引绳分别为第一绳索、第二绳索、第三绳索和第四绳索，所述滑轮机构包括第一动滑轮组，所述第一绳索的两端贯穿主体分别与食指和中指固定连接，所述第一动滑轮组置于主体内，所述第一绳索与第一动滑轮组的滑轮下侧接触。

作为优先方案，所述滑轮机构还包括第二动滑轮组，所述第二绳索的两端贯穿主体分别与无名指和小拇指固定连接，所述第二动滑轮组置于主体内，所述第二绳索与第二动滑轮组的滑轮下侧接触。

作为优先方案，所述滑轮机构还包括第一连接器、第二连接器和第三动滑轮组，所述第一连接器与主体固定连接，所述第一连接器位于第一动滑轮组和第二动滑轮组之间，所述第一连接器上旋转连接有第一定滑轮和第二定滑轮，所述第一定滑轮的中心和第二定滑轮的中心同轴，所述第三动滑轮组靠近第一连接器，所述第二连接器与主体固定连接，所述第二连接器上旋转连接有第三定滑轮。

作为优先方案，所述滑轮机构还包括第四定滑轮，所述第四定滑轮与主体旋转连接，所述第四定滑轮和第二连接器分别位于第三动滑轮组两侧，所述第三绳索的两端分别与第一动滑轮组和第二动滑轮组固定连接，所述第三绳索依次与第四定滑轮、第一定滑轮、第三动滑轮组的滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮的外侧接触。

作为优先方案，所述滑轮机构还包括第五定滑轮、第六定滑轮、第七定滑轮和第四动滑轮组，所述第五定滑轮与第二连接器旋转连接，所述第三定滑轮的中心与第五定滑轮的中心同轴，所述第六定滑轮与主体旋转连接，所述第六定滑轮靠近第二连接器，所述第六定滑轮垂直与第五定滑轮，所述第四绳索的两端分别与第三动滑轮组和大拇指固定连接，所述第四动滑轮组靠近第七定滑轮之间，所述第四绳索依次与第七定滑轮、第四动滑轮组的滑轮、第五定滑轮和第六定滑轮的外侧接触。

作为优先方案，多个所述弹性件为四个第一弹性片和一个第一弹性件，所述食指、中指、无名指和小拇指均包括第一关节和第二关节，所述第一关节和第二关节与第一弹性片固定连接，所述第一关节位于第二关节与主体之间，所述大拇指包括第三关节和第四关节，所述第三关节和第四关节与第二弹性片固定连接，所述第三关节位于第四关节和主体之间。

作为优先方案，所述第二牵引绳包括第五绳索，所述驱动机构包括电机支架和驱动件，所述电机支架置于主体上，所述驱动件固定连接在电机支架上，所述驱动件的输出轴上固定连接有卷线器，所述卷线器靠近第四定滑轮，所述第五绳索套设在卷线器上，所述第五绳索的一端与第四动滑轮组固定连接。本实用新型公开的一种绳驱动五指运动的仿生手的有益效果是：

驱动机构通过第二牵引绳带动滑轮机构运行，使得滑轮机构多根第二牵引绳分别拉动食指、中指、无名指、小拇指和大拇指弯曲，使仿生手握持物品，当驱动机构停止运行，弹性件通过自身弹性带动食指、中指、无名指、小拇指和大拇指伸直，使仿生手松开物品，实现用单驱动机构带动仿生手运行，降低仿生手的生产成本。

附图说明

图1是本实用新型一种绳驱动五指运动的仿生手的结构示意图。

图2是本实用新型一种绳驱动五指运动的仿生手的第一关节和第二关节安装示意图。

图3是本实用新型一种绳驱动五指运动的仿生手的第三关节和第四关节安装示意图。

图4是本实用新型一种绳驱动五指运动的仿生手的滑轮机构安装示意图。

图5是本实用新型一种绳驱动五指运动的仿生手的第一绳索和第二绳索的结构示意图。

图6是本实用新型一种绳驱动五指运动的仿生手的第三绳索结构示意图。

图7是本实用新型一种绳驱动五指运动的仿生手的第四绳索和第五绳索的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步阐述和说明:

请参考图1。

本实用新型公开的一种绳驱动五指运动的仿生手，包括主体11。

主体11内开设有收容腔，主体11上开设有检修口，检修口上盖设有盖板，盖板与检修口为可拆卸连接，便于在仿生手出现故障时打开盖板进行维修，盖上盖板时能避免外界异物掉入主体11内。

主体11上固定连接有多个弹性件，本实施例优选多个所述弹性件为四个第一弹性片114和第二弹性片115；第一弹性片114位于收容腔内，四个第一弹性片114的一端均连接在一起，第一弹性片114的另一端贯穿主体11并延伸到主体11的外侧。第二弹性片115位于收容腔内，第二弹性片115的一端贯穿主体11并延伸到主体11的外侧。

请参考图1-图3。

主体11外侧设有五根仿生手指，本实施例优选五根仿生手指分别为食指12、中指13、无名指14、小拇指15和大拇指16，第一弹性片114均与食指12、中指13、无名指14和小拇指15固定连接，第二弹性片115与大拇指16固定连接。食指12、中指13、无名指14和小拇指15均包括第一关节121和第二关节122，第一关节121和第二关节122与第一弹性片114固定连接，第一关节121位于第二关节122与主体11之间；食指12、中指13、无名指14和小拇指15的弯曲位置是，第一关节121和主体11之间，第一关节121和第二关节122之间。大拇指16包括第三关节161和第四关节162，第三关节161和第四关节162与第二弹性片115固定连接，第三关节161位于第四关节162和主体11之间；大拇指16的弯曲位置是，第三关节161和主体11之间，第三关节161和第四关节162之间。第一弹性片114和第二弹性片115能在仿生手指弯曲后失去拉力时，第一弹性片114和第二弹性片115通过自身弹力将仿生手指拉直，使得握紧的仿生手能张开。

主体11的外侧延伸有连接部111，连接部111远离仿生手指，连接部111用于将主体11连接在外部设备上。

请参考图2-图5。

主体11内设有驱动机构，主体11的收容腔内设有滑轮机构，所述滑轮机构通过多条第一牵引绳与食指12、中指13、无名指14、小拇指15和大拇指16连接，所述驱动机构通过第二牵引绳与滑轮机构连接；

本实施例优选多条第一牵引绳分别为第一绳索21、第二绳索31、第三绳索41和第四绳索51。

主体11内设有滑轮机构和滑轮机构，主体11上开设有四个第一通孔112，第一通孔112贯穿主体11与收容腔相通，四个第一通孔112分别靠近食指12、中指13、无名指14和小拇指15。

滑轮机构包括第一动滑轮组211。第一绳索21的两端贯穿主体11分别与其中食指12和中指13固定连接，本实施例优选第一绳索21的一端穿过靠近食指12的第一通孔112，第一绳索21的一端与食指12的第二关节122固定连接；本实施例优选第一绳索21的另一端穿过靠近中指13的第一通孔112，第一绳索21的另一端与中指13的第二关节122固定连接。第一动滑轮组211置于主体11的收容腔内，第一绳索21的中部与第一动滑轮组211的滑轮下侧接触，使第一绳索21形成一个V字形，食指12与中指13互相限位弯曲的角度，当食指12弯曲的角度大时，通过第一绳索21拉动另一端的中指13伸直，从而让仿生手在握持凹凸不平的物品时，能通过食指12与中指13互相限位弯曲角度的效果，让食指12和中指13贴合在物品的表面上。

滑轮机构还包括第二动滑轮组311。第二绳索31的两端贯穿主体11分别与无名指14和小拇指15固定连接，本实施例优选第二绳索31的一端穿过靠近无名指14的第一通孔112，第二绳索31的一端与无名指14的第二关节122固定连接；本实施例优选第二绳索31的另一端穿过靠近小拇指15的第一通孔112，第二绳索31的另一端与小拇指15的第二关节122固定连接。第二动滑轮组311置于主体11的收容腔内，第二绳索31的中部与第二动滑轮组311的滑轮下侧接触，使第二绳索31形成一个V字形，无名指14与小拇指15互相限位弯曲的角度，当无名指14弯曲的角度大时，通过第二绳索31拉动另一端的小拇指15伸直，从而让仿生手在握持凹凸不平的物品时，能通过无名指14与小拇指15互相限位弯曲角度的效果，让无名指14和小拇指15贴合在物品的表面上。

请参考图2-图6。

滑轮机构还包括第一连接器42、第二连接器43、第三动滑轮411组。收容腔内延伸有第一连接座，第一连接器42的两端分别旋转连接有第一定滑轮421和第二定滑轮422，第一定滑轮421的中心和第二定滑轮422的中心同轴，第一连接器42的一端贯穿第一定滑轮421的中心与第一连接座固定连接，第一连接器42位于第一动滑轮组211和第二动滑轮组311之间，通过第一连接器42将第一定滑轮421和第二定滑轮422安置在收容腔内。第三动滑轮411组置于收容腔内，第三动滑轮411组靠近第一连接器42。收容腔内延伸有第二连接座，第二连接器43的一端旋转连接有第三定滑轮431，第二连接器43的一端贯穿第三定滑轮431的中心与第二连接座固定连接，通过第二连接器43将第三定滑轮431安置在收容腔内。

收容腔内延伸有第三连接座，滑轮机构还包括第四定滑轮412，第四定滑轮412与第三连接座旋转连接，第二连接器43和第四定滑轮412分别位于第一连接器42的两侧。第三绳索41的两端分别与第一动滑轮组211的支架和第二动滑轮组311的支架固定连接，第三绳索41依次与第四定滑轮412、第一定滑轮421、第三动滑轮411组的滑轮、第二定滑轮422和第三定滑轮431的外侧接触；第三绳索41与第四定滑轮412的左侧和下侧接触，第三绳索41与第一定滑轮421的上侧和右侧接触，第三绳索41与第三动滑轮411组的滑轮右侧、下侧和左侧接触，第三绳索41与第二定滑轮422的左侧和上侧接触，第三绳索41与第三定滑轮431的下侧和右侧接触。

当拉动第三动滑轮411组时，第三绳索41在第四定滑轮412、第一定滑轮421、第三动滑轮411组的滑轮、第二定滑轮422和第三定滑轮431上滑动，第三动滑轮411组远离第一连接器42，拉伸第三绳索41在第一连接器42和第三动滑轮411组之间的长度，从而收缩第一动滑轮组211与第四定滑轮412之间和第二动滑轮组311与第二连接之间的第三绳索41长度，从而拉动第一动滑轮组211靠近第四定滑轮412，和拉动第二动滑轮组311靠近第二连接器43，使第一动滑轮组211和第二动滑轮组311带动食指12、中指13、无名指14和小拇指15弯曲。

请参考图1-图7。

滑轮机构还包括第五定滑轮432、第六定滑轮511、第七定滑轮512和第四动滑轮513组。第五定滑轮432与第二连接器43旋转连接，第三定滑轮431的中心与第五定滑轮432的中心同轴。收容腔内延伸有第四连接座，第六定滑轮511与第四连接座旋转连接，第六定滑轮511靠近第二连接器43，第六定滑轮511靠近大拇指16，第六定滑轮511垂直与第五定滑轮432，垂直的第六定滑轮511的设计可以改变与之接触第四绳索51的弯曲方向，从而将第四绳索51引导向大拇指16，主体11上开设有第二通孔113，第二通孔113靠近大拇指16。收容腔内延伸有第五连接座，第七定滑轮512与第五连接座旋转连接，第七定滑轮512位于第二连接器43与第四动滑轮513组之间。第四动滑轮513组置于收容腔内，第四动滑轮513组靠近第七定滑轮512。第四绳索51的一端穿过第二通孔113，第四绳索51的一端与大拇指16的第四关节162固定连接，第四绳索51的另一端与第三动滑轮411组的支架固定连接，第四绳索51依次与第四动滑轮513组的滑轮、第五定滑轮432和第六定滑轮511的外侧接触。

第四绳索51与第七定滑轮512的右侧接触，第四绳索51与第四动滑轮513组的滑轮左侧和下侧接触，第四绳索51与第五定滑轮432的上侧和右侧接触，第四绳索51与第六定滑轮511上侧和远离第二连接器43的一侧接触。

第二牵引绳包括和第五绳索61。

驱动机构包括电机支架和驱动件71，电机支架置于主体11的收容腔内，驱动件71固定连接在电机支架上，驱动件71的输出轴上固定连接有卷线器711，第五绳索61套设在卷线器711的外侧，第五绳索61的一端与第四动滑轮513组的支架固定连接。驱动件71的输出轴带动卷线器711旋转，收卷第五绳索61从而拉动第四动滑轮513组向卷线器711靠近，第七定滑轮512能起到在第四动滑轮513组向卷线器711靠近时，第七定滑轮512避免第四动滑轮513组带着第三动滑轮411组偏移，第四动滑轮513组向卷线器711靠近，拉伸第四动滑轮513组与第七定滑轮512之间的第四绳索51的长度，缩短第七定滑轮512与第三动滑轮411组之间第四绳索51的长度，从而拉动第三动滑轮411组使滑轮机构运行，拉伸第四动滑轮513组与第五定滑轮432之间的第四绳索51的长度，缩短第五定滑轮432与第六定滑轮511之间第四绳索51的长度，使大拇指16弯曲，从而实现单驱动件71带动五根手指协同弯曲的效果。

本实用新型提供一种绳驱动五指运动的仿生手，驱动机构通过第二牵引绳带动滑轮机构运行，使得滑轮机构多根第二牵引绳分别拉动食指、中指、无名指、小拇指和大拇指弯曲，使仿生手握持物品，当驱动机构停止运行，弹性件通过自身弹性带动食指、中指、无名指、小拇指和大拇指伸直，使仿生手松开物品，实现用单驱动机构带动仿生手运行，降低仿生手的生产成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种绳驱动五指运动的仿生手，其特征在于，包括主体，所述主体外侧分别设有食指、中指、无名指、小拇指和大拇指，所述主体上固定连接有多个弹性件，多个所述弹性件分别与食指、中指、无名指、小拇指和大拇指固定连接；

所述主体内设有驱动机构，所述主体内设有滑轮机构，所述滑轮机构通过多条第一牵引绳与食指、中指、无名指、小拇指和大拇指连接，所述驱动机构通过第二牵引绳与滑轮机构连接；

所述驱动机构通过与之连接的牵引绳带动滑轮机构运行，所述滑轮机构通过多条牵引绳分别带动食指、中指、无名指、小拇指和大拇指弯曲。

2.如权利要求1所述的一种绳驱动五指运动的仿生手，其特征在于，所述多条所述第一牵引绳分别为第一绳索、第二绳索、第三绳索和第四绳索，所述滑轮机构包括第一动滑轮组，所述第一绳索的两端贯穿主体分别与食指和中指固定连接，所述第一动滑轮组置于主体内，所述第一绳索与第一动滑轮组的滑轮下侧接触。

3.如权利要求2所述的一种绳驱动五指运动的仿生手，其特征在于，所述滑轮机构还包括第二动滑轮组，所述第二绳索的两端贯穿主体分别与无名指和小拇指固定连接，所述第二动滑轮组置于主体内，所述第二绳索与第二动滑轮组的滑轮下侧接触。

4.如权利要求3所述的一种绳驱动五指运动的仿生手，其特征在于，所述滑轮机构还包括第一连接器、第二连接器和第三动滑轮组，所述第一连接器与主体固定连接，所述第一连接器位于第一动滑轮组和第二动滑轮组之间，所述第一连接器上旋转连接有第一定滑轮和第二定滑轮，所述第一定滑轮的中心和第二定滑轮的中心同轴，所述第三动滑轮组靠近第一连接器，所述第二连接器与主体固定连接，所述第二连接器上旋转连接有第三定滑轮。

5.如权利要求4所述的一种绳驱动五指运动的仿生手，其特征在于，所述滑轮机构还包括第四定滑轮，所述第四定滑轮与主体旋转连接，所述第四定滑轮和第二连接器分别位于第三动滑轮组两侧，所述第三绳索的两端分别与第一动滑轮组和第二动滑轮组固定连接，所述第三绳索依次与第四定滑轮、第一定滑轮、第三动滑轮组的滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮的外侧接触。

6.如权利要求5所述的一种绳驱动五指运动的仿生手，其特征在于，所述滑轮机构还包括第五定滑轮、第六定滑轮、第七定滑轮和第四动滑轮组，所述第五定滑轮与第二连接器旋转连接，所述第三定滑轮的中心与第五定滑轮的中心同轴，所述第六定滑轮与主体旋转连接，所述第六定滑轮靠近第二连接器，所述第六定滑轮垂直与第五定滑轮，所述第四绳索的两端分别与第三动滑轮组和大拇指固定连接，所述第四动滑轮组靠近第七定滑轮之间，所述第四绳索依次与第七定滑轮、第四动滑轮组的滑轮、第五定滑轮和第六定滑轮的外侧接触。

7.如权利要求6所述的一种绳驱动五指运动的仿生手，其特征在于，多个所述弹性件为四个第一弹性片和一个第一弹性件，所述食指、中指、无名指和小拇指均包括第一关节和第二关节，所述第一关节和第二关节与第一弹性片固定连接，所述第一关节位于第二关节与主体之间，所述大拇指包括第三关节和第四关节，所述第三关节和第四关节与第二弹性片固定连接，所述第三关节位于第四关节和主体之间。

8.如权利要求7所述的一种绳驱动五指运动的仿生手，其特征在于，所述第二牵引绳包括第五绳索，所述驱动机构包括电机支架和驱动件，所述电机支架置于主体上，所述驱动件固定连接在电机支架上，所述驱动件的输出轴上固定连接有卷线器，所述卷线器靠近第四定滑轮，所述第五绳索套设在卷线器上，所述第五绳索的一端与第四动滑轮组固定连接。