[发明专利]仿真手

说明书

技术领域

本发明涉及娱乐设备和机器人领域，更具体地说，涉及一种仿真手，能模仿人手张合姿态和实现物品的抓取，也能扩展应用到其它仿真动物手的相关动作。

背景技术

工业机械手往往是为了满足某种工业需求而专门设计的，不具备人手的仿真性，其手指数量也因不同的需求而变化，一般为两根或者三根所谓的“手指”。目前一般的仿真手，或者称为灵巧手，使用执行驱动器件太多，结构复杂、价格高昂，维护及检修困难，不适合于娱乐等一般场合。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有的仿真手所存在的不足，提供一种仿真手，采用很少的执行驱动器件就能实现手部动作的仿真，结构简单、可靠耐用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种仿真手，包括：手指、手掌、手腕、以及手臂，所述手指安装于手掌上，包括拇指和至少一根其它手指，所述拇指具有两个自由度，所述其它手指具有三个自由度，所述手腕连接手掌和手臂，具有一个旋转自由度。

在本发明所述的仿真手中，所述仿真手包括两个驱动源，所述两个驱动源分别为驱动电机和步进电机，所述步进电机与手指连接用于驱动手指实现抓取动作，所述驱动电机与手腕连接用于驱动手腕转动。

在本发明所述的仿真手中，所述拇指，包括：通过转轴依次连接的拇指支架、拇指大指骨、拇指中指骨、以及拇指指尖；所述拇指支架的一端连接于手掌上，另一端设有拇指指端；所述拇指支架、拇指大指骨上设有滚轮，并设有钢丝绳穿设于滚轮中；所述拇指中指骨与拇指指尖之间连接有连杆，所述连杆连接拇指中指骨的一端设有扭簧，连接拇指指尖的另一端设有翻边轴承；牵引钢丝绳，通过连杆和扭簧的动作，拇指中指骨和拇指指尖屈伸。

在本发明所述的仿真手中，所述其余手指为食指、中指、无名指和小指中的1～4根，其结构相同而尺寸不同。

在本发明所述的仿真手中，所述其余手指包括：通过转轴依次连接的指端、掌指骨、大指骨、中指骨、指尖；所述指端连接于手掌上；所述掌指骨上设有滚轮并设有钢丝绳穿设于滚轮中，掌指骨的一端设有拉簧，另一端设有扭簧，所述钢丝绳与拉簧、扭簧相连接；所述大指骨与中指骨之间连接有长连杆，所述长连杆连接于所述扭簧的一侧，长连杆相对于扭簧的另一侧设有翻边轴承；所述中指骨与指尖之间连接有短连杆，并安装有深沟法兰球轴承；牵引钢丝绳，通过长连杆、短连杆、拉簧以及扭簧的动作，所述指尖、大指骨和中指骨屈伸。

在本发明所述的仿真手中，所述手掌为固定结构，其空间方位为模仿人手抓取物品时的半握球状姿态；手掌上设有五个安装孔，所述拇指、食指、中指、无名指和小指分别相应的安装于所述安装孔中，手指在手掌上的分布模拟人的手掌分布。

在本发明所述的仿真手中，所述手掌的中部安装有滚轮支架，其下部安装有钢丝绳支架，所述滚轮支架上安装有五个滚轮，所述五个滚轮分别与拇指、食指、中指、无名指和小指的钢丝绳相连接，所述滚轮支架上还引出一钢丝绳与钢丝绳支架相连接并通过一压块进行压固，五个手指的钢丝绳经过各个滚轮在手掌内相交于一个平面驱动点并由步进电机驱动。

在本发明所述的仿真手中，所述手掌和安装于手掌上的手指安装于手臂的一端，步进电机安装于手臂的另一端，所述步进电机上设有光电开关，并通过钢丝绳与手掌内的平面驱动点相连接，所述钢丝绳通过钢丝绳夹块进行固定，步进电机牵动钢丝绳带动手指的连杆驱使手指作抓取动作；并且，所述拇指和其余手指的钢丝绳的牵引可通过安装1～5个步进电机来实现，所述步进电机为直线步进电机。

在本发明所述的仿真手中，所述手掌通过手腕连接于手臂的一端，手臂上设有第一同步轮、其相对于手掌的另一端设有第二同步轮，所述第一同步轮与第二同步轮上套设有同步带，并且，手臂相对于手掌的另一端设置驱动电机，所述驱动电机上设有光电开关，驱动电机通过第一同步轮与第二同步轮驱动手掌相对于手臂旋转，实现手腕的上下转动。

在本发明所述的仿真手中，所述手腕的转动角度为上下-45°～+45°。