[发明专利]一种机器人灵巧手

摘要

本发明公开一种机器人灵巧手，包括手掌、手指、腱绳、弹性绳，所述手掌包括基座、拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节；所述拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节均有圆形安装孔，通过转轴和基座连接，可绕转轴做有限角度的旋转运动。所述手指包括拇指、食指、中指、无名指、小指，耦合紧固部件、无耦合紧固部件、张紧装置；每根手指的根指节通过转动副和手掌连接；拇指的拇指根指节和拇指远指节以及拇指根指节与手掌上的拇指连接关节之间均安装有无耦合紧固部件，其余四根手指的根指节与手掌连接处安装有无耦合紧固部件，每根手指的三节指节之间通过两个耦合紧固部件连接。

主权项

1.一种机器人灵巧手，其特征在于，包括手掌、手指、腱绳、弹性绳，所述手掌包括基座、拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节；所述拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节均有圆形安装孔，通过转轴和基座连接，可绕转轴做有限角度的旋转运动；所述手指包括拇指、食指、中指、无名指、小指，耦合紧固部件、无耦合紧固部件、张紧装置； 每根手指的根指节通过转动副和手掌连接，其指尖端面为类似于人手的弧形曲面；拇指设置有两节指节，分别为拇指根指节和拇指远指节，其余四根手指均设置三节指节；拇指的拇指根指节和拇指远指节以及拇指根指节与手掌上的拇指连接关节之间均安装有无耦合紧固部件，其余四根手指的根指节与手掌连接处安装有无耦合紧固部件，每根手指的三节指节之间通过两个耦合紧固部件连接，每个指节为左右两片式结构，通过螺钉紧固在一起；拇指通过拇指连接关节安装在手掌上，食指、中指通过基座中部的两个凸起分别安装在手掌上，无名指通过无名指连接关节安装在手掌上，小指通过小指连接关节安装在手掌上；每根手指指节端部的左右两侧以及手掌与手指的连接处均设置有带孔安装架，耦合紧固部件与无耦合紧固部件分别作轴安装在指节之间以及指节与手掌之间；所述耦合紧固部件包括一号橡胶摩擦轮、左侧弹簧、耦合摩擦轮、一号阶梯轴、一号铁芯、右侧弹簧、一号线圈；所述一号橡胶摩擦轮通过螺钉将相邻指节左侧的两个安装架固定在一号阶梯轴的左侧，左侧弹簧、右侧弹簧分别设置在一号阶梯轴的左、右两端，耦合摩擦轮设置在中段上，耦合摩擦轮腱绳套装在耦合摩擦轮上；所述一号铁芯镶嵌在一号阶梯轴右侧的槽内，与一号阶梯轴成为一个整体，组成相当于通常意义上的电磁铁的动铁部分；所述一号线圈为“T”型铁棒，在“T”型的竖直部分缠绕铜线圈，当线圈通电时铁棒产生磁性，与镶嵌在一号阶梯轴内的一号铁芯产生吸引，“T”型的水平部分位于指节的外侧，通过螺钉固定在相邻指节右侧的两个安装架的右侧；一号线圈部分相当于电磁铁的定铁；耦合紧固部件是两个配合使用的，这样才能使除拇指外其他手指的远指节和中指节在线圈不通电时有1:1的耦合运动关系；右侧弹簧的作用是产生复位力，在断电后使一号阶梯轴回到初始位置；左侧弹簧的作用是在一号线圈不通电即一号阶梯轴不被吸引时压迫耦合摩擦轮与一号阶梯轴通过齿槽啮合形成一个整体随一号阶梯轴一起转动，当一号线圈通电时，由于一号阶梯轴的移动左侧弹簧放松，此时耦合摩擦轮与一号阶梯轴脱开，两者不会一起转动，所以手指指节间的耦合运动消失；耦合紧固部件在其线圈不通电时，左侧弹簧与右侧弹簧均处于压缩状态；所述无耦合紧固部件包括二号橡胶摩擦轮、二号阶梯轴、二号铁芯、弹簧、二号线圈；所述二号橡胶摩擦轮通过螺钉将相邻指节左侧的两个安装架固定在二号阶梯轴的左端，弹簧套在二号阶梯轴上；所述二号铁芯镶嵌在二号阶梯轴右侧的槽内，与二号阶梯轴成为一个整体，组成相当于通常意义上的电磁铁的动铁部分；所述二号线圈为“T”型铁棒，在“T”型的竖直部分缠绕铜线圈，当二号线圈通电时铁棒产生磁性，与镶嵌在二号阶梯轴内的二号铁芯产生吸引，“T”型的水平部分位于指节的外侧，通过螺钉固定在相邻指节右侧的两个安装架的右侧；线圈部分相当于电磁铁的定铁；所述张紧装置由张紧弹簧、张紧装置滑块、张紧装置定块组成，张紧装置定块安装在各手指指节内部，张紧装置滑块套在定块内部，由张紧弹簧支撑着向外顶出，滑块伸出的一端有穿腱绳的孔；所述腱绳是不会产生拉伸变形的线绳，所述腱绳包括手指腱绳和耦合摩擦轮腱绳；手指腱绳的一端与各手指远指节固连，然后依次穿过耦合紧固部件和无耦合紧固部件，另一端连接到驱动装置上，通过驱动装置牵拉手指腱绳使所述各手指向手掌掌心方向弯曲，实现手指的弯曲动作；耦合摩擦轮腱绳呈“8”字形分别套在上、下两个耦合紧固部件中的两个耦合摩擦轮上，使两个耦合摩擦轮可以按1：1的传动比同步转动；所述弹性绳将各手指指节串联起来，各手指指节均在靠近手背部设有贯穿孔，用于穿过弹性绳；弹性绳的一端与各手指远指节内部固连，另一端与手掌相连，以便使所述手指在所述腱绳的作用下弯曲后提供回复力而回复伸直状态。