[实用新型]一种智能化多功能两指仿生灵巧手

说明书

一种智能化多功能两指仿生灵巧手，包括机械系统、供电系统和控制系统，机械系统包括食指、连接件、拇指、牵引绳、箱体、绕线柱和卷线筒，拇指包含远节、近节和掌节，食指包含远节、中节、近节和掌节，指节的长度比参考人体测量学数据获得。拇指和食指的弯曲分别通过微直流电机拖动一根牵引绳实现，进而完成强力握与精密捏动作；微直流电机拖动一根牵引绳以旋转拇指改变其姿态，为侧捏做准备。该灵巧手可利用强力握模式抓取圆柱等表面为弧面的物体，利用精密捏模式抓取长方体等含平行平面物体，利用侧捏模式抓取饼状圆盘类物体。非结构化环境下作业时，通过改变抓握模式适应对不同尺寸与形状目标物的抓握释放操作，提高了其灵巧性与适应能力。

技术领域

本发明属于仿生机械手技术领域，特别涉及一种智能化多功能两指仿生灵巧手。

背景技术

近年来，煤矿救援、海底打捞、军事侦察、核能利用和空间探测等领域对特种机器人的需求日益增多。在执行任务时经常需要机器人的机械手在非结构化环境下接近—抓取—移动—释放目标物。目标物的形状不规则性和尺寸差异性是特种机器人完成预定任务面临的巨大挑战。当人手抓握该类型目标物时，通常根据目标物的形状和尺寸，决定手指使用的抓握模式类型，如强力握、精密捏和侧面捏。目前大部分两指机械手由两个平面手指构成，仅能实现对含平面物体的并行夹持，难以通过改变抓握模式，进而实现对不同形状与尺寸的目标物的稳定抓握释放操作。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种智能化多功能两指仿生灵巧手，通过模拟人手拇指与食指的尺寸与结构特征，可针对不同形状与尺寸的物体采用适当的抓握模式进行抓握释放操作，并且通过使用不同弹性模量的弹力绳，可改变该两指仿生灵巧手的抓握强度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能化多功能两指仿生灵巧手，包括机械系统、供电系统和控制系统，其特征在于：

所述机械系统包括食指1、连接件2和拇指3，所述食指1包括依次连接的食指远节1-1、食指中节1-2、食指近节1-3以及食指掌节1-4，相邻节之间分别通过一个子母螺纹铆钉一1-5铰接；所述拇指3包括依次连接的拇指远节3-1、拇指近节3-2以及拇指掌节3-4，相邻节之间分别通过一个子母螺纹铆钉二3-5铰接，拇指掌节3-4的外侧面设置有固定端3-3；食指掌节1-4通过一个子母螺纹铆钉一1-5与连接件2的一端铰接，拇指掌节3-4通过一个子母螺纹铆钉二3-5与连接件2的另一端铰接，连接件2的外侧连接带有上盖20的箱体8，牵引绳一4的一端固定于卷线筒一6上，另一端依次通过拇指掌节3-4、拇指近节3-2和拇指远节3-1中的穿线孔后将这三者串联，固定于拇指远节3-1；牵引绳二5的一端固定于卷线筒二18上，另一端通过连接件2上的穿线孔后固定于固定端3-3；牵引绳三16的一端固定于卷线筒三15上，另一端依次通过食指掌节1-4、食指近节1-3、食指中节1-2和食指远节1-1中的穿线孔后将这四者串联，固定于食指远节1-1；其中卷线筒一6、卷线筒二18和卷线筒三15均设置于箱体8中；

所述控制系统包括与卷线筒一6连接的微直流电机一7、与卷线筒二18连接的微直流电机二17以及与卷线筒三15连接的微直流电机三9，计算机11通过控制器12和驱动器13操控微直流电机一7、微直流电机二17和微直流电机三9的转动，进而控制卷线筒一6、卷线筒二18和卷线筒三15的卷线动作；

所述供电系统包括蓄电池10，蓄电池10通过稳压与变压模块14与控制系统中的用电部件连接为其供电。

所述食指掌节1-4的背面与食指近节1-3的背面之间连接有弹力绳对一1-6，食指近节1-3的背面与食指中节1-2的背面之间连接有弹力绳对二1-7，食指中节1-2的背面与食指远节1-1的背面之间连接有弹力绳对三1-8；所述拇指掌节3-4的背面与拇指近节3-2的背面之间连接有弹力绳对四3-7，拇指近节3-2的背面与拇指远节3-1的背面之间连接有弹力绳对五3-8。