[发明专利]电液驱动机器人灵巧手

说明书

本专利公开了一种电液驱动机器人灵巧手，在手掌(1)、拇指基体(7)、拇指第一指节(9)、拇指第二指节(9)、第一指节(3)、第二指节(4)和第三指节(5)内分别设置有电液直线作动器(10)，电液直线作动器(10)的活塞杆(1015)伸缩时相应的指节前后弯曲和伸张和在手掌平面内左右摆动；拇指向掌心前后转动；在各指尖上设置有传感器(6)，每个传感器(6)和每个电液直线作动器(10)分别与机器人控制器电连接；本专利的优点是：采用分布式液压源作为驱动力，减小了各驱动系统的体积，增加了手指运动的柔性，能承受冲击载荷，增大了手指的抓取力量。

技术领域

本专利涉及机器人领域，特别是涉及一种电液驱动机器人灵巧手。

背景技术

仿人机器人是集电子、机械、控制、传感、人工智能等众多学科先进技术一体的自动化设备，代表着一个国家的高科技发展水平，仿人机器人具有人类的外观，可以适应人类的生活和工作环境，代替人类完成各种作业，并可以在很多方面扩展人类的能力，目前国内外仿人机器人的应用得到了快速迅猛的发展，在服务，医疗，教育，娱乐等多个领域得到广泛应用。灵巧手作为仿人机器人的末端执行部件，可以帮助人类完成诸多工作，但目前国内外仿生灵巧手还处在研制阶段，实际应用并不多。

现有的机器人灵巧手一般采用电机和减速机的机械结构作为动力源，通过钢丝、腱绳、连杆传动，从而驱动手指进行抓取动作；但是由于电机和减速机为刚性连接结构，耐冲击性差，指尖能提供的最大抓取力很小，通常小于10N，应用受限，同时系统缺乏柔性；采用液压动力驱动可以使系统增加柔性，而且可以大幅度提高系统的驱动力，特别是手指指尖上的抓取力可成倍提高，所以液压驱动是机器人驱动的一个应用研究方向，但是目前的液压驱动方式一般是采用集中液压源，通过油管和控制阀把液压油引入到各驱动缸推动手指动作，导致机器手的自身重量大，驱动力要克服自重阻力，导致机器手体积庞大、重量增加，动力损失大，指尖上有效的抓取力小。

球形泵是近年来新发明的动力机械，可以实现超微型化和高压力，在机器人灵巧手领域可实现串联式直接驱动，相比传统的线驱动、推杆电机驱动方式，具有大力矩、耐冲击、可超微型化等特点，把球形泵用于机器人灵巧手动力源有很好的应用前景。

发明内容

本专利的目的是设计一种电液驱动机器人灵巧手，采用球形泵电液一体模块化超微型电液直线驱动器，在手指上设置传感器，在每个手指的指节上设置超微型电液直线驱动器，采用分布式液压源串联式直接驱动，从而实现机器人灵巧手各手指的灵活动作，增加手指指尖的抓取力，能承受冲击载荷，方便控制。

本专利的技术方案是：电液驱动机器人灵巧手，其特征是：食指、中指、无名指和小指结构相同，每个手指包括依次铰接的第一指节、第二指节和第三指节，第一指节通过摆动支架铰接在手掌上；在第一指节、第二指节和第三指节内分别设置有一个电液直线作动器，第三指节内的电液直线作动器的活塞杆与第二指节铰接，第二指节内的电液直线作动器的活塞杆与第一指节铰接，第一指节内的电液直线作动器的活塞杆与摆动支架铰接，从而形成连杆机构传递动力，第一指节、第二指节、和第三指节内的电液直线作动器的活塞杆伸缩时相应的指节前后弯曲和伸张；

在手掌内设置有第一到第五共五个电液直线作动器，其中，第一电液直线作动器用于控制拇指基体动作，第二到第五电液直线作动器分别用于控制食指、中指、无名指和小指动作；第二到第五电液直线作动器的活塞杆各与一个摆动支架铰接，每个摆动支架再与相应的食指、中指、无名指和小指的第一指节铰接形成连杆机构传递动力，所述第二到第五电液直线作动器的活塞杆伸缩时与之铰接的相应的食指、中指、无名指和小指在手掌平面内左右摆动；