WO2020024727A1 - 机械拇指和机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械拇指和机械手，机械拇指包括：固定基座；铰接于固定基座的摆动基座；铰接于摆动基座的拇指近指节；铰接于拇指近指节的拇指远指节；铰接于摆动基座，且驱动拇指近指节和拇指远指节伸展和弯曲的第一驱动装置；设置于固定基座，且能够驱动摆动基座摆动的第二驱动装置；其中，摆动基座的摆动轴线与第一驱动装置的铰接轴线之间具有夹角。本发明公开的机械拇指，实现了整个拇指的伸展弯曲和摆动，提高了仿人手程度，从而提高了灵活度；同时，也简化了结构，也减轻了重量。

Description

机械拇指和机械手

本申请要求于2018年08月01日提交中国专利局、申请号为201810865496.7、发明名称为“机械拇指和机械手”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种机械拇指和机械手。

背景技术

机械手仿照人手设计，随着科技的进步，机械手逐渐被广泛引用。目前，机械手的机械拇指只能伸展、弯曲，仿人手程度较低，灵活度较低。

另外，机械拇指采用拉线驱动结构，由于拉线驱动结构较复杂，导致该机械拇指的结构较复杂、故障率较高、维修较困难。

综上所述，如何设计机械拇指，以提高仿人手程度，提高灵活度及可靠性是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械拇指，以提高仿人手程度，提高灵活度及可靠性。本发明的另一目的是提供一种具有上述机械拇指的机械手。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机械拇指，包括：

固定基座；

铰接于所述固定基座的摆动基座；

铰接于所述摆动基座的拇指近指节；

铰接于所述拇指近指节的拇指远指节；

铰接于所述摆动基座，且驱动所述拇指近指节和所述拇指远指节伸展和弯曲的第一驱动装置；

设置于所述固定基座，且能够驱动所述摆动基座摆动的第二驱动装置；

其中，所述摆动基座的摆动轴线与所述第一驱动装置的铰接轴线之间具有夹角。

优选地，所述第一驱动装置包括：第一直线驱动器和第一连杆，所述第一直线驱动器包括：第一伸缩杆和驱动所述第一伸缩杆伸缩的第一直线驱动器本体；

所述第一直线驱动器本体的一端铰接于所述摆动基座，所述第一直线驱动器本体的另一端铰接于所述第一连杆的一端，所述第一连杆的另一端铰接于所述拇指远指节，所述第一伸缩杆、所述拇指近指节和所述拇指远指节以同一铰接轴线铰接设置；

当所述第一直线驱动器本体驱动所述第一伸缩杆伸出时，所述拇指近指节和所述拇指远指节伸展；当所述第一直线驱动器本体驱动所述第一伸缩杆收缩时，所述拇指近指节和所述拇指远指节弯曲。

优选地，所述第二驱动装置包括第二直线驱动器，所述第二直线驱动器包括：第二伸缩杆和驱动所述第二伸缩杆伸缩的第二直线驱动器本体；

所述第二直线驱动器本体和所述第二伸缩杆中，一者铰接于所述摆动基座，另一者铰接于所述固定基座。

优选地，所述第二驱动装置包括第三直线驱动器，所述第三直线驱动器包 括：第三伸缩杆和驱动所述第三伸缩杆伸缩的第三直线驱动器本体；

所述第三直线驱动器本体和所述第三伸缩杆中，一者固定于所述固定基座，另一者与所述摆动基座滑动连接；

所述第二驱动装置还包括第一限位部，当所述第三直线驱动器本体与所述摆动基座滑动连接时，所述第一限位部限制所述第三直线驱动器本体与所述摆动基座的相对滑动位移；当所述第三伸缩杆与所述摆动基座滑动连接时，所述第一限位部限制所述第三伸缩杆和所述摆动基座的相对滑动位移。

优选地，所述第二驱动装置包括旋转驱动器，所述旋转驱动器驱动所述摆动基座摆动。

优选地，所述摆动基座通过摆动轴铰接于所述固定基座，所述旋转驱动器的输出轴与所述摆动轴传动相连。

优选地，所述第二驱动装置包括缓冲保护件，当所述摆动基座被动受到摆动外力时，所述摆动基座通过所述缓冲保护件的变形而摆动。

优选地，所述第二驱动装置包括：

第四直线驱动器，所述第四直线驱动器包括：第四伸缩杆和驱动所述第四伸缩杆伸缩的第四直线驱动器本体；

所述第四直线驱动器本体铰接于所述摆动基座，所述固定基座和所述第四伸缩杆滑动连接，且所述缓冲保护件的两端分别与所述第四伸缩杆和所述固定基座固定相连，所述缓冲保护件沿所述第四伸缩杆的滑动方向变形，所述第二驱动装置还包括限制所述固定基座和所述第四伸缩杆的相对滑动位移的第二限位部；

或者，所述第四直线驱动器本体铰接于所述固定基座，所述摆动基座和所 述第四伸缩杆滑动连接，且所述缓冲保护件的两端分别与所述第四伸缩杆和所述摆动基座固定相连，所述缓冲保护件沿所述第四伸缩杆的滑动方向变形，所述第二驱动装置还包括限制所述摆动基座和所述第四伸缩杆的相对滑动位移的第三限位部。

优选地，所述第二驱动装置包括：第五直线驱动器和第二连杆；

其中，所述第五直线驱动器包括：第五伸缩杆和驱动所述第五伸缩杆伸缩的第五直线驱动器本体，所述第五直线驱动器本体与所述第五伸缩杆中的一者与所述固定基座铰接，所述第五直线驱动器本体与所述第五伸缩杆中的另一者与所述第二连杆铰接；

所述第二连杆、所述摆动基座和所述固定基座以同一铰接轴线铰接设置；

所述缓冲保护件的两端分别与所述第二连杆和所述摆动基座固定相连；

所述摆动基座设有限制所述第二连杆向外摆动预设角度的第四限位部。

基于上述提供的机械拇指，本发明还提供了一种机械手，该机械手包括机械拇指，该机械拇指为上述任一项所述的机械拇指。

本发明提供的机械拇指，通过第一驱动装置驱动拇指近指节和拇指远指节伸展和弯曲，通过第二驱动装置驱动摆动基座摆动，则实现了整个拇指的伸展弯曲和摆动，提高了仿人手程度，从而提高了灵活度及可靠性；同时，第一驱动装置铰接于摆动基座，便于驱动拇指近指节和拇指远指节同步伸展和同步弯曲，简化了结构，也减轻了重量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的机械拇指的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的机械拇指的侧视图；

图3为图2中的机械拇指隐藏拇指近指节后的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的机械拇指中摆动基座未摆动时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的机械拇指中摆动基座摆动后的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的机械拇指中摆动基座未摆动时的另一结构示意图；

图7为图6的机械拇指中摆动基座摆动后的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的机械拇指中摆动基座未摆动时的另一结构示意图；

图9为本发明实施例提供的机械拇指中摆动基座未摆动时的另一结构示意图；

图10为本发明实施例提供的机械拇指中摆动基座未摆动时的另一结构示意图；

图11为本发明实施例提供的机械拇指具有缓冲保护件时的结构示意图；

图12为图11中机械拇指的摆动基座在顺时针外力作用下摆动后的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的机械拇指具有缓冲保护件时的另一结构示意图；

图14为图13中机械拇指的摆动基座在顺时针外力作用下摆动后的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的机械拇指具有缓冲保护件时的另一结构示意图；

图16为图15中机械拇指的摆动基座在顺时针外力作用下摆动后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1-3所示，本发明实施例提供的机械拇指包括：固定基座1，摆动基座2，拇指近指节9，拇指远指节6，第一驱动装置和第二驱动装置。

上述机械拇指中，摆动基座2铰接于固定基座1；拇指近指节9铰接于摆动基座2上；拇指远指节6铰接于拇指近指节9；第一驱动装置铰接于摆动基座2，且驱动拇指近指节9和拇指远指节6伸展和弯曲；第二驱动装置设置于固定基座1，且能够驱动摆动基座2摆动；上述摆动基座2的摆动轴线与第一驱动装置的铰接轴线之间具有夹角。

可以理解的是，第一驱动装置驱动拇指近指节9和拇指远指节6伸展，以及驱动拇指近指节9和拇指远指节6弯曲。拇指近指节9的伸展和弯曲，即为拇指近指节9绕其与摆动基座2的铰接轴线转动，伸展和弯曲时转动方向相反；拇指远指节6的伸展和弯曲，即为拇指远指节6绕其与拇指近指节9的铰接轴线转动，伸展和弯曲时转动方向相反。上述摆动基座2的摆动轴线，即为摆动基座2与固定基座1的铰接轴线。第一驱动装置的铰接轴线，即为第一驱动装置与摆动基座2的铰接轴线。

上述第一驱动装置的铰接轴线，拇指近指节9的铰接轴线、拇指远指节6的铰接轴线平行。

本发明实施例提供的机械拇指，通过第一驱动装置驱动拇指近指节9和拇指远指节6伸展和弯曲，通过第二驱动装置驱动摆动基座2摆动，则实现了整个拇指的伸展弯曲和摆动，提高了仿人手程度，从而提高了灵活度及可靠性；同时，第一驱动装置铰接于摆动基座2，便于驱动拇指近指节9和拇指远指节6同步伸展和同步弯曲，简化了结构，也减轻了重量。

为了提高仿真性，上述摆动基座2的摆动轴线与第一驱动装置的铰接轴线垂直。当然，也可选择上述摆动基座2的摆动轴线与第一驱动装置的铰接轴线之间的夹角为锐角或钝角，并不局限于上述实施例。

上述机械拇指中，只需第一驱动装置即可实现拇指近指节9和拇指远指节6的伸展和弯曲。

优选地，上述第一驱动装置包括：第一直线驱动器和第一连杆5，第一直线驱动器包括：第一伸缩杆4和驱动第一伸缩杆4伸缩的第一直线驱动器本体3。可以理解的是，第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4伸缩，即第一伸缩杆4相对第一直线驱动器本体3可伸缩。

上述第一直线驱动器本体3的一端铰接于摆动基座2，第一直线驱动器本体3的另一端铰接于第一连杆5的一端，第一连杆5的另一端铰接于拇指远指节6，第一伸缩杆4、拇指近指节9和拇指远指节6以同一铰接轴线铰接设置。可以理解的是，第一伸缩杆4、拇指近指节9和拇指远指节6两两铰接。

当第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4伸出时，拇指近指节9和拇指远指节6伸展；当第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4收缩时，拇指近指 节9和拇指远指节6弯曲。

可以理解的是，第一伸缩杆4、拇指近指节9和拇指远指节6于同一位置铰接。第一连杆5两端的铰接轴线平行，且第一连杆5两端的铰接轴线平行于第一直线驱动器本体3的铰接轴线。拇指近指节9于摆动基座2的铰接位置、第一直线驱动器本体3与第一连杆5的铰接位置均位于第一伸缩杆4的同侧。第一直线驱动器本体3和第一伸缩杆4可为分体式结构，也可为一体式结构。

铰接方式存在多种，为了方便设置，优先采用枢轴铰接。具体地，如图1-4所示，第一直线驱动器本体3通过第一枢轴A与第一连杆5铰接，第一连杆5通过第二枢轴B与拇指远指节6铰接，第一伸缩杆4、拇指近指节9和拇指远指节6通过第三枢轴C铰接，拇指近指节9通过第四枢轴D铰接于摆动基座2，第一直线驱动器本体3通过第五枢轴E铰接于摆动基座2，摆动基座2通过第六枢轴F铰接于固定基座1。其中，第一枢轴A、第二枢轴B、第三枢轴C、第四枢轴D、第五枢轴E相互平行，第六枢轴F与第五枢轴E相垂直。

对于第一枢轴A、第二枢轴B、第三枢轴C、第四枢轴D、第五枢轴E和第六枢轴F的相对位置，根据实际需要进行设计，只要满足当第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4伸出时拇指近指节9和拇指远指节6伸展，当第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4收缩时拇指近指节9和拇指远指节6弯曲即可，本文对此不再赘述。

如图3所示，当第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4伸出，即第一伸缩杆4相对于第一直线驱动器本体3伸长，第一直线驱动器本体3将会相对于摆动基座2逆时针转动，拇指远指节6也会相对于第一伸缩杆4逆时针转动， 同时，在第一直线驱动器本体3的推动下，拇指近指节9会相对于摆动基座2逆时针转动，从而模拟人手拇指的伸展运动。当第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4收缩，即第一伸缩杆4相对于第一直线驱动器本体3缩短，上述运动反向，即第一直线驱动器本体3将会相对于摆动基座2顺时针转动，拇指远指节6也会相对于第一伸缩杆4顺时针转动，同时，在第一直线驱动器本体3的作用下，拇指近指节9会相对于摆动基座2顺时针转动，从而模拟人手拇指的弯曲运动。

上述第一驱动装置，也可为其他结构，例如，当第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4伸出时拇指近指节9和拇指远指节6弯曲，当第一直线驱动器本体3驱动第一伸缩杆4收缩时拇指近指节9和拇指远指节6伸展，并不局限于上述实施例。

上述机械拇指中，第二驱动装置的结构存在多种。下面通过多个实施例进行描述。

如图4和图5所示，在一具体实施例中，上述第二驱动装置包括第二直线驱动器，第二直线驱动器包括：第二伸缩杆8和驱动第二伸缩杆8伸缩的第二直线驱动器本体7。上述第二直线驱动器本体7铰接于摆动基座2，第二伸缩杆8铰接于固定基座1。

具体地，上述第二直线驱动器本体7驱动第二伸缩杆8伸缩，即第二伸缩杆8相对于第二直线驱动器本体7可伸缩。通过上述第二直线驱动器本体7驱动第二伸缩杆8伸缩实现摆动基座2绕其与固定基座1的铰接轴线往复摆动。

可以理解的是，第二直线驱动器本体7的铰接位置和第二伸缩杆8的铰接 位置分别位于第二伸缩杆8的两端。摆动基座2与固定基座1的铰接轴线、第二直线驱动器本体7与摆动基座2的铰接轴线和第二伸缩杆8的铰接轴线相互平行，摆动基座2与固定基座1的铰接轴线位于摆动基座2与第二直线驱动器本体7的铰接轴线靠近拇指近指节9的一侧。上述第一直线驱动器本体7和第一伸缩杆8可为分体式结构，也可为一体式结构。

铰接方式存在多种，为了方便设置，优先采用枢轴铰接。具体地，如图4所示，摆动基座2与固定基座1铰接于第六枢轴F，摆动基座2与第二直线驱动器本体7铰接于第七枢轴G，第二伸缩杆8与固定基座1铰接于第八枢轴H。其中，第六枢轴F、第七枢轴G和第八枢轴H相互平行。

上述第二直线驱动器本体7驱动第二伸缩杆8伸缩，摆动基座2随之摆动，并带动拇指近指节9、拇指远指节6和第一驱动装置摆动，如图5所示，从而模拟人手拇指相对于手掌的摆动运动。具体地，当机械拇指处于如图4所示状态时，第二直线驱动器本体7驱动第二伸缩杆8伸缩，摆动基座2绕第六枢轴F逆时针摆动，并带动拇指近指节9、拇指远指节6和第一驱动装置同向摆动；当机械拇指处于如图5所示状态时，第二直线驱动器本体7驱动第二伸缩杆8伸长，摆动基座2绕第六枢轴F顺时针摆动，并带动拇指近指节9、拇指远指节6和第一驱动装置同向摆动。

上述实施例中，也可将第二直线驱动器本体7和第二伸缩杆8的铰接位置对调，具体地，第二直线驱动器本体7铰接于固定基座1，第二伸缩杆8铰接于摆动基座2。对于具体结构，可参考上述结构，此处不再赘述。

如图6和图7所示，在一具体实施例中，上述第二驱动装置包括：第三直线驱动器，第三直线驱动器包括：第三伸缩杆8-1和驱动第三伸缩杆8-1伸缩 的第三直线驱动器本体7-1。具体地，第三直线驱动器本体7-1驱动第三伸缩杆8-1伸缩，即第三伸缩杆8-1相当于第三直线驱动器本体7-1可伸缩。

上述第三直线驱动器本体7-1固定于固定基座1，摆动基座2和第三伸缩杆8-1滑动连接，第二驱动装置还包括限制摆动基座2和第三伸缩杆8-1的相对滑动位移的第一限位部。通过第一限位部的限位，使得摆动基座2和第三伸缩杆8-1的相对滑动位移具有最大值和最小值。

上述机械拇指，通过上述第三直线驱动器本体7-1驱动第三伸缩杆8-1伸缩实现摆动基座2绕其与固定基座1的铰接轴线往复摆动。

为了方便滑动连接，上述摆动基座2和第三伸缩杆8-1中，一者设有呈条形的第一滑槽I，另一者设有与第一滑槽滑I动配合的第一定位轴G’。可以理解的是，摆动基座2的铰接位置位于第一滑槽滑I靠近拇指近指节9的一侧。上述第一滑槽I两端的侧壁即为第一限位部。

如图6和图7所示，第一滑槽I设置于摆动基座2，第一定位轴G’设置于第三伸缩杆8-1。当第三直线驱动器本体7-1驱动第三伸缩杆8-1收缩时，通过第一滑槽I带动摆动基座2逆时针转动；当第三直线驱动器本体7-1驱动第三伸缩杆8-1伸长时，通过第一滑槽I带动摆动基座2顺时针转动。

上述实施例中，也可选择第三直线驱动器本体7-1与摆动基座2滑动连接，第三伸缩杆8-1固定于固定基座1，此时，第一限位部限制第三直线驱动器本体7-1与摆动基座2的相对滑动位移。对于具体结构，可参考上述结构，本文不再赘述。

上述实施例中，第二驱动装置均采用直线驱动器，当然也可选择第二驱动装置为旋转驱动器7-2。如图8-10所示，该第二驱动装置包括旋转驱动器7-2， 该旋转驱动器7-2驱动摆动基座2摆动。可以理解的是，该旋转驱动器7-2设置于固定基座1。

上述旋转驱动器7-2驱动摆动基座2摆动，存在多种结构。

如图8所示，在一实施例中，上述摆动基座2通过摆动轴铰接于固定基座1，该旋转驱动器7-2的输出轴与摆动轴传动相连。可以理解的是，该摆动轴即为前文提到的第六枢轴F。

上述旋转驱动器7-2的输出轴与摆动轴为一体式结构，此时，旋转驱动器7-2固定于固定基座1。

如图9所示，在一实施例中，摆动基座通过第六枢轴F铰接于固定基座1，旋转驱动器7-2通过齿轮机构驱动摆动基座2摆动。具体地，齿轮机构包括：主动轮10和与主动轮10啮合的从动轮，旋转驱动器7-2的输出轴P与主动轮10传动连接，从动轮与摆动基座2固定相连。为了简化结构，上述从动轮与摆动基座2为一体式结构。当然，也可选择上述齿轮机构为其他类型，并不局限于上述实施例。

如图10所示，在一实施例中，摆动基座通过第六枢轴F铰接于固定基座1，旋转驱动器7-2通过蜗轮蜗杆机构驱动摆动基座2摆动。具体地，蜗轮蜗杆机构包括啮合的蜗轮和蜗杆。蜗杆固定于旋转驱动器7-2的输出轴Q，蜗轮固定于摆动基座2。为了简化结构，上述蜗杆和输出轴Q为一体式结构，蜗轮和摆动基座2为一体式结构。

当然，也可选择上述旋转驱动器7-2通过其他传动机构驱动摆动基座2摆动，并不局限于上述实施例。

机械拇指在使用过程中，较易被动受到摆动外力，由于第二驱动装置的限 制，摆动基座21被动受到摆动外力时无法摆动，则较易损坏摆动基座和第二驱动装置。为了解决上述问题，上述第二驱动装置包括缓冲保护件12，当摆动基座2被动受到摆动外力时，摆动基座2通过缓冲保护件12的变形而摆动。

需要说明的是，摆动外力，是指能够使摆动基座2绕其铰接于固定基座1上的铰接轴线摆动的外力。被动受到摆动外力，是指受除了机械拇指自身以外的摆动外力。

这样，当摆动基座2被动受到摆动外力时，缓冲保护件12发生变形，使得该摆动基座2能够摆动，从而避免了损坏摆动基座2和第二驱动装置，即避免了损坏机械拇指。

可以理解的是，摆动基座2被动受到摆动外力时，该摆动外力可直接作用于摆动基座2，也可直接作用于第一驱动装置、拇指近指节9或拇指远指节6。

当具有缓冲保护件12时，上述第二驱动装置存在多种结构。优选地，第二驱动装置包括：第四直线驱动器，第四直线驱动器包括：第四伸缩杆8-3和驱动第四伸缩杆8-3伸缩的第四直线驱动器本体7-3。

当第四直线驱动器本体7-3铰接于摆动基座2时，如图11和图12所示，固定基座1和第四伸缩杆8-3滑动连接，且缓冲保护件12的两端分别与第四伸缩杆8-3和固定基座1固定相连，缓冲保护件12沿第四伸缩杆8-3的滑动方向变形，第二驱动装置还包括限制固定基座1和第四伸缩杆8-3的相对滑动位移的第二限位部。

为了便于滑动连接，可采用滑槽、滑轨等结构。为了简化结构，优先采用滑槽结构。上述固定基座1设有第一固定件L和呈条形的第二滑槽J，第四伸缩杆8-3设有与第二滑槽J滑动配合的第二定位轴H’，缓冲保护件12的两端 分别与第一固定件L和第二定位轴H’固定相连，缓冲保护件12沿第二滑槽J的长度方向发生变形。第二滑槽J两端的侧壁即为第二限位部。

此时，缓冲保护件12通过第一固定件L和固定基座1固定相连，缓冲保护件12通过第二定位轴H’和第四伸缩杆8-3固定相连。

第四直线驱动器本体7-3通过第七枢轴G铰接于摆动基座2，上述第四伸缩杆8-3通过第二定位轴H’可在第二滑槽J中滑动。拇指不被动受力的情况下，在缓冲保护件12的带动下，第二定位轴H’有向第二滑槽J的右侧运动的趋势并停留在第二滑槽J的右端。当第四直线驱动器本体7-3与第四伸缩杆8-3相对位置保持不变，拇指被动受到摆动外力时，即拇指侧向受到顺时针外力时，第七枢轴G将带动第四直线驱动器本体7-3和第四伸缩杆8-3向左侧运动，第二定位轴H’与第二滑槽J的右侧分离，实现被动运动。

当然，也可更换滑槽和定位轴的位置，具体地，第四伸缩杆8-3设有呈条形的第三滑槽，固定基座1设有与第三滑槽滑动配合的第三定位轴，缓冲保护件12的两端分别与第三定位轴和第三滑槽固定相连，缓冲保护件12沿第三滑槽的长度方向发生变形。

当第四直线驱动器本体7-3铰接于固定基座1，如图13和图14所示，摆动基座2和第四伸缩杆8-3滑动连接，且缓冲保护件12的两端分别与第四伸缩杆8-3和摆动基座2固定相连，缓冲保护件12沿第四伸缩杆8-3的滑动方向变形，第二驱动装置还包括限制摆动基座2和第四伸缩杆8-3的相对滑动位移的第三限位部。

为了便于滑动连接，可采用滑槽、滑轨等结构。为了简化结构，优先采用滑槽结构。摆动基座2通过第六枢轴F铰接于固定基座1，摆动基座2设有第 二固定件N和呈条形的第四滑槽M，第四伸缩杆8-3设有与第四滑槽M滑动配合的第四定位轴G”，缓冲保护件12的两端分别与第二固定件N和第四定位轴G”固定相连，缓冲保护件12沿第四滑槽M的长度方向发生变形。第四滑槽M两端的侧壁即为第三限位部。第四滑槽M呈弧形，该第四滑槽M的圆心可与第六枢轴F圆心重合。

此时，缓冲保护件12通过第二固定件N与摆动基座2固定相连，缓冲保护件12通过第四定位轴G”与第四伸缩杆8-3固定相连。

上述第四直线驱动器本体7-3通过第八枢轴H铰接于固定基座1，第四伸缩杆8-3的一端通过第四定位轴G”与第四滑槽M配合，可在第四滑槽M中滑动。当拇指侧向不受外力，即拇指没有被动受到摆动外力时，在缓冲保护件12的带动下，第四定位轴G”有向第四滑槽M的左侧运动的趋势并运动到第四滑槽M的最左侧。当第四直线驱动器本体7-3与第四伸缩杆8-3的相对位置不变时，拇指侧向受顺时针外力，即拇指被动受到摆动外力时，第四定位轴G”将与第四滑槽M的左侧分离，摆动基座2可顺时针转动。

当然，也可选择上述第四伸缩杆8-3设有呈条形的第五滑槽，摆动基座2设有与第五滑槽滑动配合的第五定位轴，缓冲保护件12的两端分别与第五定位轴和第五滑槽固定相连，缓冲保护件12沿第五滑槽的长度方向发生变形。

如图15和图16所示，上述第二驱动装置包括：第五直线驱动器和第二连杆13，第五直线驱动器包括：第五伸缩杆8-4和驱动第五伸缩杆8-4伸缩的第五直线驱动器本体7-4，第五直线驱动器本体7-4与固定基座1铰接，第五伸缩杆8-4与第二连杆13铰接。

上述第二连杆13、摆动基座2和固定基座1以同一铰接轴线铰接设置， 缓冲保护件12的两端分别与第二连杆13和摆动基座2固定相连；摆动基座2设有限制第二连杆13摆动预设角度的第四限位部O。可以理解的是，第二连杆13、摆动基座2和固定基座1两两铰接。

具体地，第五直线驱动器本体7-4通过第十枢轴H”铰接于固定基座1。上述第二连杆13、摆动基座2和固定基座1均铰接于第六枢轴F，三者之间可自由转动。第二连杆13与第五伸缩杆8-4铰接于第九枢轴G”’。第二连杆13端部的第三固定件K与摆动基座2的第二固定件N之间布置有缓冲保护件12，即缓冲保护件12通过第三固定件K与第二连杆13固定相连，缓冲保护件12通过第二固定件N与摆动基座2固定相连。当拇指侧向不受外力，即摆动基座2没有被动受到摆动外力时，如图15所示，在缓冲保护件12的带动下，第二连杆13和第四限位部O有相互接近的趋势，最终达到相互接触，限制第二连杆13摆动预设角度。如图16所示，当第五直线驱动器本体7-4与第五伸缩杆8-4的相对位置不变时，拇指侧向受顺时针外力，即摆动基座2被动受到摆动外力时，第四限位部O与第二连杆13分离，摆动基座2可顺时针转动。

上述第五直线驱动器本体7-4和第五伸缩杆8-4的铰接位置可对调，具体地，第五直线驱动器本体7-4铰接于第二连杆13，第五伸缩杆8-4铰接于固定基座1。对于具体结构，可参考上述结构，此处不再赘述。

优选地，上述第二固定件N、第三固定件K和第四限位部O均为轴件。第六枢轴F、第九枢轴G”’和第三固定件K沿第二连杆13的长度方向依次分布。第四限位部O和第二固定件N均位于第二连杆13远离第五伸缩杆8-4的一侧。

上述缓冲保护件12可为一个，也可为至少两个，本发明实施例对其数目 不做限定。

优选地，上述缓冲保护件12为弹簧，具体地，该弹簧为拉簧。当然，也可选择上述缓冲保护件12为其他能够变形的部件，并不局限于此。

上述实施例提供的机械拇指中，第一驱动装置采用直线驱动器，第二驱动装置可采用直线驱动器也可采用旋转驱动器，较现有技术采用拉线驱动结构相比，有效提高了可靠性，降低了故障率，也简化了结构，方便了维修。

基于上述实施例提供的机械拇指，本发明实施例还提供了一种机械手，该机械手包括机械拇指，该机械拇指为上述实施例所述的机械拇指。

由于上述机械拇指具有上述技术效果，上述机械手具有上述机械拇指，则上述机械手也具有相应的技术效果，本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1. 一种机械拇指，其特征在于，包括：

   固定基座；

   铰接于所述固定基座的摆动基座；

   铰接于所述摆动基座的拇指近指节；

   铰接于所述拇指近指节的拇指远指节；

   铰接于所述摆动基座，且驱动所述拇指近指节和所述拇指远指节伸展和弯曲的第一驱动装置；

   设置于所述固定基座，且能够驱动所述摆动基座摆动的第二驱动装置；

   其中，所述摆动基座的摆动轴线与所述第一驱动装置的铰接轴线之间具有夹角。
2. 根据权利要求1所述的机械拇指，其特征在于，所述第一驱动装置包括：第一直线驱动器和第一连杆，所述第一直线驱动器包括：第一伸缩杆和驱动所述第一伸缩杆伸缩的第一直线驱动器本体；

   所述第一直线驱动器本体的一端铰接于所述摆动基座，所述第一直线驱动器本体的另一端铰接于所述第一连杆的一端，所述第一连杆的另一端铰接于所述拇指远指节，所述第一伸缩杆、所述拇指近指节和所述拇指远指节以同一铰接轴线铰接设置；

   当所述第一直线驱动器本体驱动所述第一伸缩杆伸出时，所述拇指近指节和所述拇指远指节伸展；当所述第一直线驱动器本体驱动所述第一伸缩杆收缩时，所述拇指近指节和所述拇指远指节弯曲。
3. 根据权利要求1所述的机械拇指，其特征在于，所述第二驱动装置包括 第二直线驱动器，所述第二直线驱动器包括：第二伸缩杆和驱动所述第二伸缩杆伸缩的第二直线驱动器本体；

   所述第二直线驱动器本体和所述第二伸缩杆中，一者铰接于所述摆动基座，另一者铰接于所述固定基座。
4. 根据权利要求1所述的机械拇指，其特征在于，所述第二驱动装置包括第三直线驱动器，所述第三直线驱动器包括：第三伸缩杆和驱动所述第三伸缩杆伸缩的第三直线驱动器本体；

   所述第三直线驱动器本体和所述第三伸缩杆中，一者固定于所述固定基座，另一者与所述摆动基座滑动连接；

   所述第二驱动装置还包括第一限位部，当所述第三直线驱动器本体与所述摆动基座滑动连接时，所述第一限位部限制所述第三直线驱动器本体与所述摆动基座的相对滑动位移；当所述第三伸缩杆与所述摆动基座滑动连接时，所述第一限位部限制所述第三伸缩杆和所述摆动基座的相对滑动位移。
5. 根据权利要求1所述的机械拇指，其特征在于，所述第二驱动装置包括旋转驱动器，所述旋转驱动器驱动所述摆动基座摆动。
6. 根据权利要求5所述的机械拇指，其特征在于，所述摆动基座通过摆动轴铰接于所述固定基座，所述旋转驱动器的输出轴与所述摆动轴传动相连。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的机械拇指，其特征在于，所述第二驱动装置包括缓冲保护件，当所述摆动基座被动受到摆动外力时，所述摆动基座通过所述缓冲保护件的变形而摆动。
8. 根据权利要求7所述的机械拇指，其特征在于，所述第二驱动装置包括：

   第四直线驱动器，所述第四直线驱动器包括：第四伸缩杆和驱动所述第四 伸缩杆伸缩的第四直线驱动器本体；

   所述第四直线驱动器本体铰接于所述摆动基座，所述固定基座和所述第四伸缩杆滑动连接，且所述缓冲保护件的两端分别与所述第四伸缩杆和所述固定基座固定相连，所述缓冲保护件沿所述第四伸缩杆的滑动方向变形，所述第二驱动装置还包括限制所述固定基座和所述第四伸缩杆的相对滑动位移的第二限位部；

   或者，所述第四直线驱动器本体铰接于所述固定基座，所述摆动基座和所述第四伸缩杆滑动连接，且所述缓冲保护件的两端分别与所述第四伸缩杆和所述摆动基座固定相连，所述缓冲保护件沿所述第四伸缩杆的滑动方向变形，所述第二驱动装置还包括限制所述摆动基座和所述第四伸缩杆的相对滑动位移的第三限位部。
9. 根据权利要求7所述的机械拇指，其特征在于，所述第二驱动装置包括：第五直线驱动器和第二连杆；

   其中，所述第五直线驱动器包括：第五伸缩杆和驱动所述第五伸缩杆伸缩的第五直线驱动器本体，所述第五直线驱动器本体与所述第五伸缩杆中的一者与所述固定基座铰接，所述第五直线驱动器本体与所述第五伸缩杆中的另一者与所述第二连杆铰接；

   所述第二连杆、所述摆动基座和所述固定基座以同一铰接轴线铰接设置；

   所述缓冲保护件的两端分别与所述第二连杆和所述摆动基座固定相连；

   所述摆动基座设有限制所述第二连杆向外摆动预设角度的第四限位部。
10. 一种机械手，包括机械拇指，其特征在于，所述机械拇指为如权利要求1-9中任一项所述的机械拇指。

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