[发明专利]一种气动驱动的二指机械手

说明书

本发明一种气动驱动的二指机械手，包括手掌和两个对称安装在手掌上的手指；每个手指包括远指节、中指节、近指节、中指节压力传感器、近指节压力传感器、一号腱绳、二号腱绳、一号气动人工肌肉、二号气动人工肌肉、三号气动人工肌肉、中指关节同步带轮、同步带和远指关节同步带轮，远指关节同步带轮固定在远指节的关节轴上，中指关节同步带轮固定在中指节的关节轴上，同步带套装在中指关节同步带轮和远指关节同步带轮上，使远指节和中指节一起转动；一号腱绳套装在近指节的关节轴上，一号腱绳的两端分别连接二号气动人工肌肉和三号气动人工肌肉，二号气动人工肌肉和三号气动人工肌肉构成拮抗关节。该机械手可以抓取较小尺寸的物体，灵活性高。

技术领域

本发明属于自动抓取设备技术领域，尤其涉及一种气动驱动的二指机械手。

背景技术

作为机器人的末端执行器，机械手建立了机器人与外界环境之间的联系，机械手的发展时刻影响着机器人在各行各业中的应用。在机械手的发展过程中，研究人员致力于设计出具有通用性、灵活性等特点的机械手，以便能够在不同场景中抓取各种类型的物体。但是，大部分机械手的运动和功能较单一，灵活性不足，尤其是无法通过指尖实现像人手一样对较小物体的抓取。

文献《弹性欠驱动四指灵巧手设计与试验》公开了一种机械手，其驱动单元较少并且控制相对简单，单根手指通过一个驱动单元实现三个关节的转动，这样只能完成包络抓取较大的物体，难以通过指尖实现对较小物体的抓取。文献《Multisensory Five-FingerDexterous Hand》中公开的机械手属于全驱动，手指的每个关节处均设有驱动器，虽然能实现复杂的抓取动作，但是结构复杂，难以控制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供了一种气动驱动的二指机械手；该机械手不仅可以实现包络抓取动作，也可以实现指尖抓取，增加了灵活性。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种气动驱动的二指机械手，包括手掌和两个左右对称安装在手掌上的手指；每个手指包括远指节、中指节、近指节、中指节压力传感器、近指节压力传感器、一号腱绳、二号腱绳、一号气动人工肌肉、二号气动人工肌肉和三号气动人工肌肉；其特征在于，所述手指还包括中指关节同步带轮、同步带和远指关节同步带轮，远指关节同步带轮固定在远指节的关节轴上，中指关节同步带轮固定在中指节的关节轴上，同步带套装在中指关节同步带轮和远指关节同步带轮上，使远指节和中指节一起转动；一号腱绳套装在近指节的关节轴上，一号腱绳的两端分别连接二号气动人工肌肉和三号气动人工肌肉，二号气动人工肌肉和三号气动人工肌肉构成拮抗关节，实现近指节的转动。

所述远指节包括指尖、远指关节轴、远指导向轮、远指节左侧连接板和远指节右侧连接板；中指节包括中指关节轴、扭簧、中指导向轮、中指节左侧连接板、中指节右侧连接板、中指节前侧连接板和中指节后侧连接板；近指节包括近指关节轴、近指导向轮、近指节左侧连接板、近指节右侧连接板、近指节前侧连接板和近指节后侧连接板；

所述远指节左侧连接板和远指节右侧连接板分别固定在指尖底部的左、右两侧，远指关节轴的两端分别与远指节左侧连接板和远指节右侧连接板固连；远指导向轮固定在远指关节轴上；

所述中指节左侧连接板的上部和中指节右侧连接板的上部分别通过转动副与远指关节轴的两端相连，中指关节轴的两端同时与中指节左侧连接板的下部和中指节右侧连接板的下部固连，中指导向轮固定在中指关节轴上；中指节前侧连接板和中指节后侧连接板分别位于手指的前、后侧，均与中指节左侧连接板的上部和中指节右侧连接板固连，中指节压力传感器固定在中指节前侧连接板上；扭簧套装在中指关节轴上，扭簧的两端分别与中指节左侧连接板以及近指节左侧连接板固连；