[发明专利]灵巧机械手指

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机械手指结构，准确的说是一种能够模仿人类手指进行工作的机械手指。

背景技术

人类手灵巧敏捷的特性，使其成为机器人领域研究的热点。仿人多指灵巧机械手具有广阔的应用前景，具体体现在以下两方面：首先，灵巧机械手可用于人体运动系统功能重建，对提高残疾人生活质量具有重要意义；其次，灵巧机械手有助于拓展人类的活动空间，在一些对于人类危险甚至无法到达的场合，利用灵巧机械手良好的自适应性，能够在复杂条件下完成精细的操作任务。

开发仿人多指灵巧机械手需要解决包括欠驱动手指结构、驱动控制系统以及主从手控装置等多种关键技术，其中欠驱动手指结构是指被控制的手指关节数多于驱动原动机的数量，而无驱动的手指关节在设计时使用被动的阻尼元件或通过机械限位销来限制运动，具有机械结构和控制策略简单、节省空间和成本等诸多优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械空程率低、传动效率高的灵巧机械手指。

本发明的目的是这样实现的：

包括掌骨杆1、第一主动杆2、第一传动杆3、长指骨杆4、第二传动杆5、第一指中骨杆6、第二指中骨杆7、指尖短杆8、第二主动杆9，掌骨杆1的一端与长指骨杆4的一端铰接，长指骨杆4的另一端与第一指中骨杆6的一端铰接，第一传动杆3、第二主动杆9和第二指中骨杆7的一端依次与长指骨杆4铰接，第一传动杆3的另一端与第一主动杆2的一端铰接，第一主动杆2的另一端与掌骨杆1中部铰接，第二主动杆9的另一端与第二传动杆5的一端铰接，第二传动杆5的另一端与第二指中骨杆7的中部铰接，第二指中骨杆7的另一端与指尖短杆8的一端铰接，第一指中骨杆6的另一端与指尖短杆8的中部铰接。

本发明还可以包括：

1、第二指中骨杆7和第一指中骨杆6等长。

2、长指骨杆4与第二指中骨杆7的连接处到长指骨杆4与第一指中骨杆6的连接处的距离等于指尖短杆8与第二指中骨杆7的连接处到指尖短杆8与第一指中骨杆6的连接处的距离。

3、第一主动杆2和第二主动杆9上各附带一齿轮，且齿轮半径相等。

4、在长指骨杆4和掌骨杆1的连接处加装带固定框的齿轮12，且定框的齿轮12与第二和第二主动杆上附带的齿轮等半径。

本发明的机械手指前部是串联式双摇杆机构，其中一个双摇杆机构由第二主动杆9、第二传动杆5、第二指中骨杆7和长指骨杆4的前部连接构成；另一个双摇杆机构由第二指中骨杆7、第一指中骨杆6、指尖短杆8和长指骨杆4的前部连接组成。机械手指后部也是双摇杆机构，由第一主动杆2、第一传动杆3、掌骨杆1的前部和长指骨杆4的后部连接组成。

本发明提供了一种新型的欠驱动机械手指结构，特别适用于开发仿人多指机械手，与现有的带轮牵拉式机械手指结构相比，本发明结构紧凑，根据人类手指运动特点设计的三个摇杆机构用连杆传动替代带轮传动，极大地降低了机械空程率、提高了传动效率；利用机械结构的几何约束，通过对压力角范围的控制，有效地优化了力臂之间的关系，提高了力的传导和利用的效率，可以有效地将机械手指受到的力分散至各个摇杆机构，使其承载力变大且受力均匀。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2a是本发明的主动杆示意图。

图2b是图2a的A-A剖视图。

图3a是本发明的带固定框的齿轮示意图。

图3b是图3a的B-B剖视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，本发明的灵巧机械手指的组成包括掌骨杆1、第一主动杆2、第一传动杆3、长指骨杆4、第二传动杆5、第一指中骨杆6、第一指中骨杆7、指尖短杆8、第二主动杆9、第一电位器10、第二电位器11和带固定框的齿轮12。掌骨杆1的一端与长指骨杆4的一端铰接，长指骨杆4的另一端与第一指中骨杆6的一端铰接，第一传动杆3、第二主动杆9和第二指中骨杆7的一端依次与长指骨杆4铰接，第一传动杆3的另一端与第一主动杆2的一端铰接，第一主动杆2的另一端与掌骨杆1中部铰接，第二主动杆9的另一端与第二传动杆5的一端铰接，第二传动杆5的另一端与第二指中骨杆7的中部铰接，第二指中骨杆7的另一端与指尖短杆8的一端铰接，第一指中骨杆6的另一端与指尖短杆8的中部铰接。