[发明专利]一种基于气动肌肉的仿人手指系统

说明书

本发明公开了一种基于气动肌肉仿人手指系统，以气动肌肉模拟人的肌肉驱动手指关节的运动，具有完全模拟人的手指和手运动的功能。所述的仿人手指系统主要由固定板、连接轴、带轮、V型带、以及气动肌肉组成。单关节对拉气动肌肉和带轮的组合由一组对拉肌肉同时驱动多个关节，从而实现对拉气动肌肉实现多个关节角度和刚度同时调节作用同时，减少对拉肌肉的数量，并且实现手指的握、抓、弹等动作切换。本发明以气动肌肉驱动，具有结构紧凑、控制简单、柔顺性好、输出力大、刚度可调的特点，可用于物体抓取、教学演示、零件搬运等领域。

技术领域

本发明属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种基于气动肌肉的仿人手指系统。

背景技术

人的手关节结构及其错综复杂，针对形状不同的物体可以实现握、抓、弹等动作，分布不均的肌肉在这些动作中相互协调以实现上述动作。中国专利201210408685.4、201520996639.X、201610921761.X和201621204358.7采用电机加连杆机构驱动仿人手，中国专利201210551850.1电机加齿轮驱动仿人手，上述仿人手刚性大、关节摩擦力大、协调性差、输出力的大小收电机大小的限制。中国专利201710414708.5和201520315466.0分别采用液压缸和气缸设计仿人机械手，但是其尺寸较大、刚性大。中国专利201610690944.5和201710116913.3分别采用胶管和形状记忆合金驱动仿人机械手，其柔性得到了较大的改善，但是难以实现精确的位姿控制。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有的技术缺陷，提供了一种基于气动肌肉仿人手指，本发明结构紧凑，控制简单、柔顺性好、输出力大等。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于气动肌肉仿人手指系统，它包括：

一种基于气动肌肉的仿人手指系统，其特征在于，该手指系统为左右对称结构，且分为上中下三段骨头，每一段骨头均包括位于两侧的左侧固定板和右侧固定板，所述的左侧固定板和右侧固定板平行放置，且其对应的两端均通过固定杆固定连接，所述的第一段骨头的左侧固定板和右侧固定板的上端之间还可转动连接第一转动轴8，所述的第一转动轴8上的左半部分，从左到右依次固定设置带轮一11、第二段骨头左侧固定板6、带轮二10、带轮三9；所述的第二段骨头的左侧固定板6和右侧固定板的上端之间还可转动连接第二转动轴3，所述的第二转动轴3上的左半部分，从左到右依次固定设置带轮四2、带轮五4和第三段骨头左侧固定板1；

所述的第一段骨头的左半部分还包括气动肌肉一15、气动肌肉二16、气动肌肉三18、气动肌肉四19、气动肌肉五21、气动肌肉六34，它们的一端均通过固定件固定在所述的第一段骨头的左侧固定板14的下端，所述的气动肌肉一15和气动肌肉二16的另一端均与皮带一12连接，通过皮带一12形成拮抗肌驱动所述的带轮一11正反转，所述的气动肌肉三18和气动肌肉四19的另一端均与皮带二13连接，通过皮带二13形成拮抗肌驱动所述的带轮二10正反转，所述的气动肌肉五21和气动肌肉六34的另一端均与皮带四7连接，通过皮带四7形成拮抗肌驱动所述的带轮四2正反转，所述的带轮三9和带轮五4通过皮带三5连接；所述的第一、第二和第三段骨头的右半部分和左半部分结构相同。

进一步地，所述的第一转动轴8由多段组成，所述的第一段骨头的左侧固定板14通过第一转动轴的第一段40与所述的带轮一11固定连接，所述的带轮一11、第二段骨头左侧固定板6固定连接，所述的第二段骨头左侧固定板6和带轮二10通过第一转动轴的第二段41固定连接，所述的带轮二10、带轮三9固定连接，所述的带轮三9与第一段骨头的右半部分通过第一转动轴的第三段42固定连接。

进一步地，所述的第二转动轴3由多段组成，所述的第二段骨头的左侧固定板通过第二转动轴的第一段37与所述的带轮四2固定连接，所述的带轮四2通过第二转动轴的第二段38与所述的带轮五4固定连接，所述的带轮五4和第三段骨头左侧固定板1固定连接，所述的第三段骨头左侧固定板1与第三段骨头右侧固定板25通过第二转动轴的第三段39固定连接。