[实用新型]一种机器人的仿生手装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人的仿生手装置。

背景技术

机器手臂是机器人领域里不可缺少的一部分，在近年得到了很大的重视和发展，目前一些灵巧手已经能够实现人手的部分复杂操作功能，但是灵巧手结构复杂、控制难度高，并不适用于吹奏萨克斯等管乐器的机器人使用。一些简单的机器人手通常只能实现单向运动而无法实现手指的侧向运动，这就无法满足管乐器演奏时对于手指侧向运动按其他键的需求。在结构上，目前的机器人手指关节通常采用铰链式关节，关节的两个部分的转轴同轴，可以实现相对转动，但是由于机器人手指空间小，不便安装电机，而且电机控制在旋转时存在摩擦阻力及磨损等问题，这对机器人手的工作效率及操作精度有很大的影响。同时随着高仿真技术的发展，机器人表面通常会设计成仿真硅胶表皮，这对机械电机结构的设计又增加了难度。因此迫切需要一种结构紧凑、运动灵活、控制简单的机器人手指结构及驱动方式以适用于吹奏管乐器的音乐机器人。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、运动灵活、控制简单、活动范围及幅度大的机器人的仿生手装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种机器人的仿生手装置，包括手掌和五个手指，其中大拇指包括一个指节，或一个指节、一个关节和一个金属固定板，指节直接固定在手掌上或通过关节与金属固定板连接，金属固定板固定在手掌上；其他四个手指各包括一个指节、一个或一个以上的关节和一个金属固定板，所述指节通过关节与金属固定板连接，所述金属固定板固定在手掌的手背上；所述每个关节由一个舵机通过拉线环控制；所述拉线环的一端套在并固定在关节上，另一端套在舵机的舵盘上。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，当需要改变手指自由度时，所述手指还包括连接件，所述连接件包括两条平行安装的加长板，所述连接件的一端通过关节与指节连接，另一端通过关节与金属固定板连接；所述连接件靠近指节一端的两条加长板之间固定有一个限位板，所述限位板上设有两个拉线通孔，从关节伸出的两条拉线分别穿过两个拉线通孔，进而两条拉线的另一端固定在舵机上，构成一个拉线环。

进一步，所述指节包括两种，一种是指节与关节连接的一端带有“7”型限位结构的指节，另一种是指节与关节连接的一端带有“U”型固定架的指节。

进一步，所述关节种类包括两种，一种是上下自由度关节，另一种是水平自由度关节。

进一步，所述上下自由度关节包括第一转轮和转轴，安装时第一转轮竖直放置；所述第一转轮的转盘的中心设有一个转轴插入孔，所述转轴通过转轴插入孔插入；所述转轴插入孔的一侧设有一个指节固定孔，所述带有“7”型限位结构的指节通过螺钉固定在指节固定孔内；所述第一转轮边缘垂直转轴的方向设有一个拉线环固定孔和一个转轴固定孔，所述拉线环固定孔中固定一个螺钉，拉线固定于螺钉上并套在第一转轮的转盘的边缘上；所述转轴固定孔中通过固定一个销钉将第一转轮与转轴固定在一起。

进一步，所述水平自由度关节包括第二转轮、转轴和两个竖直板；所述第二转轮除了不包括指节固定孔外，其他部分与第一转轮结构相同，且安装时第二转轮水平放置，通过转轴固定在金属固定板的固定孔中，所述转轴可在金属固定板的固定孔中转动；所述两个竖直板垂直固定于第二转轮边缘的相对位置，且与第二转轮为一体式结构，所述每个竖直板的顶端设有一个固定孔，所述上下自由度关节的第一转轮通过转轴固定于竖直板的固定孔中。

进一步，所述手掌的手背上对应食指、中指、无名指和小拇指处各设有一个定位孔，靠近手掌边缘平行于四个定位孔处设有一个条形定位槽。

进一步，所述金属固定板包括定位板和固定架，所述定位板上设有一个固定孔和一个固定槽，安装时与手掌上的定位孔和定位槽对准，通过螺钉固定；所述固定架包括挡板和支架，所述挡板上设有两个或四个拉线通孔，所述支架通过关节与指节或连接件连接。

进一步，所述挡板上设有拉线通孔的数量和与该金属固定板连接的手指所包含的关节的种类有关。

进一步，所述带有7”型限位结构的指节与连接件的限位板或金属固定板的挡板配合，实现指节的限位。