[发明专利]伺服驱动多关节仿生手

说明书

本发明解决的技术问题是提供了一种伺服驱动多关节仿生手。首先将仿生手各部分用弹性硅胶带粘接固定，每组运动关节用一根尼龙线带动，各尼龙线一端缠绕在各个绕线轮上，另一端穿过仿生手各部分的通孔，分别固定在各关节运动部分的末端。当伺服电动机驱动绕线轮旋转，把尼龙绳收拢，带动连接各关节的弹性硅胶带弯曲，相应的仿生手各关节产生弯曲动作，通过伺服电动机的精确控制，可以使各关节运动到指定的位置；当伺服电动机驱动绕线轮反向旋转，把尼龙绳放松，弹性硅胶带复位，带动仿生手各关节恢复到平直的状态。本伺服驱动多关节仿生手可代替人手完成各种动作，也可穿戴在病患手上协助进行运动康复锻炼等。

技术领域

本发明涉及一种伺服驱动多关节仿生手，采用伺服电动机驱动绕线轮，带动尼龙线收放，实现仿生手各个关节的弯曲动作和复位，模拟人手的各种动作。

背景技术

传统的仿生手通常采用舵机控制各个关节的运动，一个舵机驱动一个关节。存在的主要问题是：由于舵机的尺寸不能太小，造成仿生手的结构相对比较复杂，设计、制造比较困难，成本也较高，维护保养麻烦；同时舵机的精度也较低，不能实现仿生手的精确控制。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种伺服驱动多关节仿生手。首先将仿生手各部分用弹性硅胶带粘接固定，每组运动关节用一根尼龙线带动，各尼龙线一端缠绕在各个绕线轮上，另一端穿过仿生手各部分的通孔，分别固定在各关节运动部分的末端。当伺服电动机驱动绕线轮旋转，把尼龙绳收拢，带动连接各关节的弹性硅胶带弯曲，相应的仿生手各关节产生弯曲动作，通过伺服电动机的精确控制，可以使各关节运动到指定的位置；当伺服电动机驱动绕线轮反向旋转，把尼龙绳放松，弹性硅胶带复位，带动仿生手各关节恢复到平直的状态。本伺服驱动多关节仿生手可代替人手完成各种动作，也可穿戴在病患手上协助进行运动康复锻炼等。

本发明的伺服驱动多关节仿生手主要由电动机安装板、伺服电动机、绕线轮、尼龙绳、掌心、拇指根、拇指节、指掌根、食指节、中指节、无名指节、小指节、弹性硅胶带组成；七个伺服电动机固定在电动机安装板上，七个绕线轮分别套在七个伺服电动机的转动轴上；用适当长度的弹性硅胶带在拇指节的背面将各段粘接起来，同时拇指节通过弹性硅胶带粘接在拇指根上，拇指根通过弹性硅胶带粘接在掌心上；用弹性硅胶带在食指节、中指节、无名指节、小指节的背面将各段粘接起来，同时食指节、中指节、无名指节、小指节通过弹性硅胶带粘接在指掌根上，指掌根通过弹性硅胶带粘接在掌心上；七根尼龙绳一端分别缠绕在七个绕线轮上，另一端分别穿过仿生手各部分的通孔，分别固定在拇指节末端、食指节末端、中指节末端、无名指节末端、小指节末端、拇指根、指掌根上。

仿生手各关节结合处设计为间隔角度的结构，保证足够的弯曲间歇，通过弹性硅胶带在各关节的背面将各段粘接起来，弹性硅胶带初始为平直状态。

当伺服电动机驱动绕线轮旋转，把尼龙绳收拢，带动连接各关节的弹性硅胶带弯曲，相应的仿生手各关节产生弯曲动作，通过伺服电动机的精确控制，可以使各关节运动到指定的位置；当伺服电动机驱动绕线轮反向旋转，把尼龙绳放松，弹性硅胶带复位，带动仿生手各关节恢复到平直的状态。本伺服驱动多关节仿生手可代替人手完成各种动作，也可穿戴在病患手上协助进行运动康复锻炼等。

仿生手各部分可以根据使用场合采用3D打印的方式量身定制，也可以通过模具批量生产。考虑到应用的实际效果，可以给装配好的伺服驱动多关节仿生手套上硅胶手套等，这样既可以保证设计的美观，同时也能使仿生手的表面更具柔性。

本发明也可根据使用条件和动作要求的改变，在采用伺服电动机驱动绕线轮，带动尼龙线收放，实现仿生手各个关节的弯曲动作和复位的方案基础上，通过各种结构和形状的改动和组合，实现多样化的功能和应用。本发明为伺服驱动多关节仿生手的设计、制造、应用提供了新的方法和思路，具有很好的应用价值。

附图说明

图1是本发明的伺服驱动多关节仿生手的尼龙绳收拢，带动连接各关节的弹性硅胶带弯曲，相应的仿生手各关节产生弯曲动作时的三维效果图。