[发明专利]机器人及其手指

说明书

本发明属于机器人手指技术领域，涉及机器人及其手指。手掌骨架固定有固定指节，第一活动指节枢接于固定指节，第二活动指节枢接于第一活动指节。第一活动指节与固定指节之间、第二活动指节与第一活动指节之间分别形成转动副，通过第二柔性牵引件耦合两个转动副的转动运动，通过驱动器驱动第一柔性牵引件移动，驱动耦合后的一个自由度的手指，从而实现手指在整个握紧行程上的可控运动。该机器人手指整体结构占用体积小，成本低，不增加额外的体积和重量，通过机械的方式耦合自由度，不增加额外的驱动器，解决了欠驱动手指运动不可控、握紧不一致的问题。

技术领域

本发明属于机器人手指技术领域，更具体地说，是涉及机器人及其手指。

背景技术

仿人灵巧手是当前机器人领域的热门题目。在人机交互中，由于其仿人的外观和抓握方式会给人更加亲切的印象。五指灵巧手可以很好的适应各种抓握，拾取等应用场景，因而得到了最多的研发投入。

现有的灵巧手在手指的驱动上有很多不同的实现方式。可以通过电机转动线盘绕线的方式，或者电机通过丝杠螺母输出直线运动拉线的方式，也可以利用电机加连杆的方式，甚至是通过气压和液压驱动的方式。

而每个手指的自由度在不同的设计中也不尽相同。人手的食指、中指、无名指、小指的自由度有三个，大拇指有两个自由度。由于工程上的实现难度和空间、成本的考虑，大多数的灵巧手会对人手的自由度做简化。其中普遍的实现方式为每个手指有一个自由度。

当驱动器的数量少于自由度时，这种情况叫做欠驱动。由于灵巧手通常有空间和重量的限制，欠驱动的方式受到了最多的关注。通常的做法是一个电机带动多个手指实现抓握。欠驱动可以控制全手掌抓握但是很难控制手指灵活运动而做到精准的拾取，导致使用场景受限。

仿人灵巧手每个手指需要通过至少两个手指关节的转动才能实现仿人的抓握和张开方式。如果对每个关节都进行驱动，多个驱动器的体积和重量的叠加将使灵巧手的整体大小和重量增加很多。而如果对每个手指进行欠驱动，即用一个电机驱动多个关节的转动，则可能导致每个关节的转动不可控，只能实现手掌握紧至张开的过程及二者极限位置的控制。同时欠驱动的手指很难做到各个手指运动的一致，也很难实现同一手指不同次握紧的重复性。

发明内容

本发明的目的在于提供机器人手指及机器人，以解决现有机器人手指每个关节都进行驱动使灵巧手的整体大小和重量增加很多、每个手指进行欠驱动导致每个关节的转动不可控的的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种机器人手指，包括：

手掌骨架；

固定于所述手掌骨架的固定指节；

枢接于所述固定指节的第一活动指节；

枢接于所述第一活动指节的第二活动指节；

用于牵引所述第一活动指节以使所述第一活动指节转动的第一柔性牵引件；

用于在所述第一活动指节转动时牵引所述第二活动指节以使所述第二活动指节转动的第二柔性牵引件；以及

用于驱动所述第一柔性牵引件移动的驱动器。

进一步地，所述固定指节具有第一枢接轴；所述第一活动指节具有第一绕线轴，所述第一绕线轴具有同轴线的第一安装孔，所述第一枢接轴插设于所述第一安装孔；所述第一柔性牵引件的一端固定于所述第一绕线轴并绕过所述第一绕线轴。

进一步地，所述第一活动指节具有所述第二枢接轴；所述第二活动指节具有第二绕线轴，所述第二绕线轴具有同轴线的第二安装孔，所述第二枢接轴插设于所述第二安装孔，所述第二柔性牵引件的一端固定于所述第二绕线轴并绕过所述第二绕线轴，所述第二柔性牵引件的另一端固定于所述第一枢接轴。