[实用新型]一种机器人灵巧手

说明书

本实用新型公开一种机器人灵巧手，包括手掌、手指、腱绳、弹性绳，所述手掌包括基座、拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节；所述拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节均有圆形安装孔，通过转轴和基座连接，可绕转轴做有限角度的旋转运动。所述手指包括拇指、食指、中指、无名指、小指，耦合紧固部件、无耦合紧固部件、张紧装置；每根手指的根指节通过转动副和手掌连接；拇指的拇指根指节和拇指远指节以及拇指根指节与手掌上的拇指连接关节之间均安装有无耦合紧固部件，其余四根手指的根指节与手掌连接处安装有无耦合紧固部件，每根手指的三节指节之间通过两个耦合紧固部件连接。

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别是涉及一种机器人灵巧手。

背景技术

随着现代科技的不断发展和机器人热潮的来临，机器人会越来越多的参与到人类的生产生活中，在未来许多工作都将由机器人完成，尤其是在养老护理领域，这就对机器人的末端执行器有了更高要求。传统的机器人末端执行器操作方式单一，自由度少，灵活性差，故一种灵巧的末端执行器—灵巧手应运而生。灵巧手是一种多自由度，可对不同形状不同材质的物体进行抓取并进行精细操作的机器人末端执行器。现有的灵巧手按驱动方式可分为两大类，一种是全驱动，一种是欠驱动。全驱动的优点是每个自由度均可控即手指每个关节均可独立转动，能实现复杂的抓握动作，控制算法设计简便，但由于灵巧手自由度过多而造成驱动电机数量过多，造成灵巧手成本过高，且容易发生故障；欠驱动灵巧手优点是驱动电机数量少，成本低节约能量、降低造价、减轻重量、增强系统灵活度，但其不能实现每个关节的独立转动，只能靠关节间的耦合关系来实现抓取动作，抓取稳定性不高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，将全驱动和欠驱动两种驱动方式的优点结合起来，本实用新型提出一种全新的灵巧手驱动形式，以欠驱动的方式实现全驱动的效果，实现在电机数量少于自由度数的情况下每个关节均可独立转动。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：设计一种机器人灵巧手，包括手掌、手指、腱绳、弹性绳，所述手掌包括基座、拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节；所述拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节均有圆形安装孔，通过转轴和基座连接，可绕转轴做有限角度的旋转运动；

所述手指包括拇指、食指、中指、无名指、小指，耦合紧固部件、无耦合紧固部件、张紧装置；每根手指的根指节通过转动副和手掌连接，其指尖端面为类似于人手的弧形曲面；拇指设置有两节指节，分别为拇指根指节和拇指远指节，其余四根手指均设置三节指节；拇指的拇指根指节和拇指远指节以及拇指根指节与手掌上的拇指连接关节之间均安装有无耦合紧固部件，其余四根手指的根指节与手掌连接处安装有无耦合紧固部件，每根手指的三节指节之间通过两个耦合紧固部件连接，每个指节为左右两片式结构，通过螺钉紧固在一起；拇指通过拇指连接关节安装在手掌上，食指、中指通过基座中部的两个凸起分别安装在手掌上，无名指通过无名指连接关节安装在手掌上，小指通过小指连接关节安装在手掌上；每根手指指节端部的左右两侧以及手掌与手指的连接处均设置有带孔安装架，耦合紧固部件与无耦合紧固部件分别作轴安装在指节之间以及指节与手掌之间；

所述耦合紧固部件包括一号橡胶摩擦轮、左侧弹簧、耦合摩擦轮、一号阶梯轴、一号铁芯、右侧弹簧、一号线圈；所述一号橡胶摩擦轮通过螺钉将相邻指节左侧的两个安装架固定在一号阶梯轴的左侧，左侧弹簧、右侧弹簧分别设置在一号阶梯轴的左、右两端，耦合摩擦轮设置在中段上，腱绳套装在耦合摩擦轮上；所述一号铁芯镶嵌在一号阶梯轴右侧的槽内，与一号阶梯轴成为一个整体，组成相当于通常意义上的电磁铁的动铁部分；

所述一号线圈为“T”型铁棒，在“T”型的竖直部分缠绕铜线圈，当线圈通电时铁棒产生磁性，与镶嵌在一号阶梯轴内的一号铁芯产生吸引，“T”型的水平部分位于指节的外侧，通过螺钉固定在相邻指节右侧的两个安装架的右侧；一号线圈部分相当于电磁铁的定铁；