[发明专利]一种仿生手及其制备方法

说明书

本发明公开了一种仿生手及其制备方法，包括手掌机构、大拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小拇指机构，大拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小拇指机构内均设置有多个支撑块和拉线，拉线分别贯穿支撑块后与步进电机连接用于实现手指机构的控制。本发明制造成本低，制作周期短，且完全实现定制化。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种仿生手及其制备方法。

背景技术

仿生手是目前日益发达的仿真机器人的关键功能性部件，也是广大手臂残缺的残疾人的强烈需求。现有的仿生手主要包括以下两类：

第一类，功能相对灵活，但外观明显机械化，如科幻片中的智能机器人的手。这类手主要依据人类手的外形，通过计算机建模软件，将手进行结构拆分，将人手的不规则生物关节用标准化设计的机械关节进行替代。这种实现方式的优势是可以将人手所有活动关节进行拆分，从而实现更多的自由度，以尽可能多的接近人手的功能和灵活度，同时可以实现标准化批量生产。然而由于各部件之间必须采取硬连接装配，因此，手的外观生硬。

第二类，外观颜色、质感与人手高度接近但没有功能，如艺术馆里展示的硅像，几乎很难通过肉眼区分与真手还是假手，质感也接近人手比较柔软。这种手是通过真人手倒模，再用硅胶灌注制成，如果要在内部包入有机械功能的骨骼必须要确保足够的硅胶壁厚才能在实现手指弯曲时像真人手的变形，而不会出现硅胶的物理扭曲。而人的指头的直径有限，尤其是女性手指偏细，特别是小指。因此外观质感高仿真的手仅仅具有装饰功能，无任何实质功能可言。

而缺少功能灵活且外观质感高度仿真的仿生手，是制约仿生机器人被大众接受的重要因素之一。也是制约手部残缺的残障人士工作生活的主要原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种仿生手及其制备方法，同时将硅胶手的制造工艺和机械手关节的设计结构相结合。完全保障了硅胶手的高仿真度，也实现了机械手的活动功能。从而让仿生手更加有亲和力。

本发明采用以下技术方案：

一种仿生手，包括手掌机构、大拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小拇指机构，大拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小拇指机构内均设置有多个支撑块和拉线，拉线分别贯穿支撑块后与步进电机连接用于实现手指机构的控制。

更进一步的，本发明的特点还在于：大拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小拇指机构内的指尖处均设置有指端固定片，拉线的一端与指端固定片连接，另一端依次经过多个支撑块与步进电机连接。

其中，支撑块为消失模蜡块，采用低熔点石蜡经消失模铸造方式制成。

其中，消失模蜡块分别位于大拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小拇指机构的关节处。

其中，大拇指机构内设置有两个消失模蜡块，食指机构、中指机构、无名指机构和小拇指机构内均设置有三个消失模蜡块。

其中，拉线外部套装有拉线管。

其中，支撑块之间的拉线管长度为对应指节的骨骼长度。

其中，手掌机构、大拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小拇指机构采用硅胶材料注胶制成。

本发明的另一技术方案是，一种仿生手的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备硅胶手模具；

S2、依据手上每个关节的大小用低熔点石蜡为每个关节制作出关节消失蜡模；

S3、依据手指每段指节骨骼长度截取内部拉线管；