[实用新型]欠驱动机械手

说明书

本实用新型涉及一种欠驱动机械手，包括手主体、传动组件、驱动部件以及控制系统，手主体包括手掌、铰接在手掌上手指，传动组件与手指传动连接，驱动部件与传动组件相连接，传动组件包括多个定滑轮、多个动滑轮以及多个传动索，定滑轮、动滑轮以及传动索构成差动滑轮组。本实用新型自由度高，灵活性高，控制简单，驱动方式更加灵活且便于控制，使用少量驱动即可控制拇指关节与其他几个手指开合的功能，使用更加方便，可以在抓握不同形状的物体时实现较高的自适应性能；容易更换，保养和维修；通过快速成型技术加工，尽量避免成品表面过多缺口不易维护。

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，涉及一种机械手，特别是一种欠驱动机械手。

背景技术

现有的机械手主要分为两种类型：全驱动机器人灵巧手和欠驱动机械手。全驱动机器人灵巧手作为一种根据仿生学原理模仿人手构造设计的一种灵巧机械手，它的每个关节都由一个独立控制的伺服电机驱动，每个独立控制的关节都有一个独立的自由度，可以实现模仿人手的各种功能和动作，这种机械手具有工作边界清晰，体积确定和形状直观等优点，但是，由于这种机械手采用了大量机械传动结构，对控制的要求极高且负载能力较差，它的控制也不能摆脱各种小型计算机，所以他更不能摆脱长长的电缆线的束缚，重量和体型都相对十分笨重，成本高昂，制造一台功能较为简单的拟人灵巧机械手需要耗费几百万美元的成本，所以这种机械手暂时还不能成为成功的商用品。欠驱动系统作为一种输入量比控制量少的控制系统相对全驱动系统有着更高的容错率。欠驱动机械手具有成本低廉，驱动器数量小于其自由度等优点，这种机械手更容易适应被抓握物体的形状，且控制起来更为精简，因此该机械手得到了广泛的应用。

但是目前的欠驱动机械手技术还存在着以下不足之处：

（1）目前欠驱动机械手的自由度很低，一般都只有一个或者两个自由度，如果需要多个自由度，就需要增加更多的驱动源，这样同样会造成机械手的重量和制作成本大大提高，使用不便，适用场所更加局限，且更难发挥欠驱动机械手的优势，所以机械手的自由度增加的问题仍然是目前我们不得不面对的问题之一。

（2）机械手的关节部分如同人类手的关节一般，需要一些更加耐用同时又更加容易维护的关节结构，传统机械手一般使用铰链或者球铰的结构来作为关节部分，这种设计不仅过于复杂，还难以维护，所以关节部分的设计也是目前机械手设计的一个重要任务。

（3）机械手作为一种实用工具，它的外形一定是使用者评价的第一指标，目前常见的机械手，外观都保持着“原汁原味”的机械感，这虽然给人一种很有科技含量的感觉，但是这种外形设计在使用时也会造成各种不方便，不仅不够好看，也难以清洁，在后期使用上可能会造成一些不便，因此，机械手的外形设计对于当前机械手设计上也是一个大问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种欠驱动机械手。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种欠驱动机械手，包括手主体、传动组件、驱动部件以及控制系统，所述的手主体包括手掌、铰接在所述的手掌上手指，所述的手指包括拇指、食指、中指、无名指以及小指，所述的传动组件与所述的手指传动连接，所述的驱动部件与所述的传动组件相连接，所述的传动组件包括：第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮以及第四定滑轮、第一动滑轮、第二动滑轮、第三动滑轮以及第四动滑轮、第一传动索、第二传动索、第三传动索、第四传动索、第五传动索以及第六传动索，所述的第一传动索的一端与所述的驱动部件相连接，另一端绕过所述的第一定滑轮与所述的拇指连接；所述的第二传动索一端与所述的驱动部件相连接，另一端依次绕过所述的第一动滑轮、第二定滑轮、第二动滑轮、第三定滑轮、第三动滑轮、第四定滑轮、第四动滑轮并与所述的手掌固定，所述的第三传动索一端与所述的第一动滑轮相连接，另一端与所述的食指相连接；所述的第四传动索一端与所述的第二动滑轮相连接，另一端与所述的中指相连接；所述的第五传动索一端与所述的第三动滑轮相连接，另一端与所述的无名指相连接；所述的第六传动索一端与所述的第四动滑轮相连接，另一端与所述的小指相连接。