[发明专利]仿人五指灵巧手

说明书

本发明涉及机器人技术领域，提供一种仿人五指灵巧手，包括：手掌单元以及分别连接于所述手掌单元的大拇指、食指、中指、无名指和小指；大拇指的第一拇指关节和第三拇指关节具有回转自由度，大拇指的第二拇指关节、第四拇指关节和第五拇指关节具有屈伸自由度；食指、中指、无名指和小指的第一手指关节具有侧摆自由度，第二手指关节、第三手指关节和第四手指关节具有屈伸自由度。该仿人五指灵巧手的灵巧性不仅超越了现有的灵巧手，还能够实现部分人手不能实现的动作。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种仿人五指灵巧手。

背景技术

仿人灵巧手是手指指数、自由度、外形和功能接近人手的机械手，能够类似人手一样完成抓取或操作等任务。仿人灵巧手可应用于太空环境作业，还可代替人进入毒害、辐射等危险环境作业，还可应用于工业生产、假肢、外科手术等领域。目前高度仿人灵巧手已成为机器人技术领域的研究焦点。

人手中的各个关节由不同的肌肉群驱动，可灵活独立的运动，并且人手具有对掌运动的能力。对掌运动是指拇指尖掌面与其他各指的指尖掌面相接触的运动，是人类在长期生产过程中进化出的特有能力，能够使人手执行复杂的捏取动作以及使手掌适应具有复杂曲面的被操作对象。

要实现仿人五指灵巧手实现对掌运动，需要大拇指以及其他四指的各个关节具有相配合的屈伸、回转或侧摆等自由度。现有的大部分仿人灵巧手要么与人手形态差距较大，要么由于模型简化近似及关节运动范围等原因，尚未充分实现对掌功能，不易执行复杂的捏取动作，灵巧性与人手还具有一定差距。

发明内容

本发明提供一种仿人五指灵巧手，用以至少解决现有技术中的仿人五指灵巧手灵巧性不足的问题。

本发明提供一种仿人五指灵巧手，包括：手掌单元以及分别连接于所述手掌单元的大拇指、食指、中指、无名指和小指；

所述大拇指沿其延伸方向分布有第一拇指关节、第二拇指关节、第三拇指关节、第四拇指关节和第五拇指关节，所述第一拇指关节和所述第三拇指关节具有回转自由度，所述第二拇指关节、所述第四拇指关节和所述第五拇指关节具有屈伸自由度；

所述食指、所述中指、所述无名指和所述小指沿其延伸方向均分布有手指基座、第一手指节、第二手指节和第三手指节，所述第一手指节与所述手指基座连接形成第一手指关节和第二手指关节，所述第二手指节与所述第一手指节可转动连接形成第三手指关节，所述第三手指节与所述第二手指节可转动连接形成第四手指关节；所述第一手指关节具有侧摆自由度，所述第二手指关节、所述第三手指关节和所述第四手指关节具有屈伸自由度。

根据本发明提供的一种仿人五指灵巧手，所述大拇指包括拇指基座、第一拇指节、第二拇指节、第三拇指节、第四拇指节和第五拇指节，所述第一拇指节与所述拇指基座可转动连接形成所述第一拇指关节，所述第二拇指节与所述第一拇指节可转动连接形成所述第二拇指关节，所述第三拇指节与所述第二拇指节可转动连接形成所述第三拇指关节，所述第四拇指节与所述第三拇指节可转动连接形成所述第四拇指关节，所述第五拇指节与所述第四拇指节可转动连接形成所述第五拇指关节；

所述第一拇指节的旋转轴线与所述第二拇指节的旋转轴线垂直相交，所述第三拇指节的旋转轴线与所述第二拇指节的旋转轴线垂直相交，所述第一拇指节的旋转轴线、所述第三拇指节的旋转轴线和所述第二拇指节的旋转轴线相交于一点。

根据本发明提供的一种仿人五指灵巧手，还包括十字轴连接块，所述第一手指节连接于所述十字轴连接块，所述十字轴连接块通过第一手指转轴与所述手指基座可转动连接以形成所述第一手指关节，所述十字轴连接块通过第二手指转轴与所述手指基座可转动连接以形成所述第二手指关节，所述第一手指转轴和所述第二手指转轴的轴线垂直相交。