[发明专利]具有力位及触觉感知功能的两自由度模块化假手拇指

摘要

具有力位及触觉感知功能的两自由度模块化假手拇指，它涉及一种假手拇指。本发明为解决现有的假手拇指与其他手指的对向性较差，抓取功能存在局限性、缺乏触觉感知功能以及传动机构复杂、模块化程度低的问题。掌骨关节轴的两端支撑在固定框架上，第一蜗轮和掌骨基座的一端均穿装在掌骨关节轴上，第一蜗轮位于掌骨基座的一端内，掌骨关节轴的一端设置有第一蜗轮盖板，掌骨关节轴通过掌骨关节螺钉拉紧，掌骨关节轴的另一端上固套有第二塑料传动齿轮，位置传感器固定在传感器固定架上，第一塑料齿轮安装在位置传感器的传动轴上，第一塑料齿轮与位置传感器的内孔轴向固定连接，第一塑料传动齿轮和第二塑料传动齿轮相互啮合。本发明用于机器人手掌上。

主权项

一种具有力位及触觉感知功能的两自由度模块化假手拇指，所述假手拇指包括掌骨指节、近指节和远指节，其特征在于：掌骨指节包括第一电机（1）、第一减速器（2）、固定框架（3）、第一蜗杆（4）、第一蜗杆轴（7）、第一端盖（8）、第一蜗轮（10）、第一蜗轮盖板（11）、掌骨关节轴（12）、掌骨关节螺钉（13）、掌骨基座（14）、位置传感器（15）、传感器固定架（16）、第一塑料传动齿轮（17）、第二塑料传动齿轮（18）和传动轴（19）；所述第一电机（1）的输出端与第一减速器（2）的输入端连接，第一减速器（2）固装在固定框架（3）上，第一蜗杆（4）的一端与第一减速器（2）输出轴连接，第一蜗杆（4）的另一端设置有第一蜗杆轴（7），第一蜗杆轴（7）通过轴承支撑在第一端盖（8）上，掌骨关节轴（12）的两端支撑在固定框架（3）上，第一蜗轮（10）和掌骨基座（14）的一端均穿装在掌骨关节轴（12）上，第一蜗轮（10）位于掌骨基座（14）的一端内，所述第一蜗轮（10）与第一蜗杆（4）啮合，掌骨关节轴（12）的一端设置有第一蜗轮盖板（11），掌骨关节轴（12）通过掌骨关节螺钉（13）拉紧，掌骨关节轴（12）的另一端上固套有第二塑料传动齿轮（18），位置传感器（15）固定在传感器固定架（16）上，第一塑料齿轮（17）安装在位置传感器（15）的传动轴（19）上，第一塑料齿轮（17）与位置传感器（15）的内孔轴向固定连接，第一塑料传动齿轮（17）和第二塑料传动齿轮（18）相互啮合；近指节包括第二电机（20）、第二减速器（21）、近指节外壳（22）、转动框架（23）、第二蜗杆（24）、第二蜗杆轴（27）、第二端盖（28）、蜗杆扣盖（30）、第二蜗轮（31）、第二蜗轮盖板（32）、基关节轴（33）、被动弹性元件（34）、基关节螺钉（35）和装饰盖（36）和近指节钢丝轮；所述第二电机（20）的输出端与第二减速器（21）的输入端连接，第二减速器（21）固定在转动框架（23）上，近指节外壳（22）固定在转动框架（23）上且第二电机（20）和第二减速器（21）均位于近指节外壳（22）内，近指节外壳（22）的上端加工有第一圆台，第二蜗杆（24）的一端与第二减速器（21）的输出轴连接，第二蜗杆（24）的另一端设置有第二蜗杆轴（27），第二蜗杆轴（27）通过轴承支撑在第二端盖（28）上，装饰盖（36）安装在第二端盖（28）上，蜗杆扣盖（30）固定在转动框架（23）上，基关节轴（33）的两端支撑在转动框架（23）上，第二蜗轮（31）和掌骨基座（14）的另一端均穿装在基关节轴（33）上，第二蜗轮（31）位于掌骨基座（14）的另一端内，第二蜗轮（31）与第二蜗杆（24）啮合；基关节轴（33）的一端通过第二蜗轮盖板（32）被基关节螺钉（35）拉紧，被动弹性元件（34）安装在掌骨基座（14）上并位于第二蜗轮（31）和掌骨基座（14）之间，近指节钢丝轮固装在第二蜗轮（31）的侧壁上；远指节包括指尖上盖板（37）、指尖下盖板（38）、中关节轴（39）、中关节螺钉（40）、远指节钢丝轮（41）、扭簧（42）、指尖位置传感器（43）、指尖力矩传感器应变片（44）、触觉传感器（45）、指尖螺柱（46）、顶针（47）和钢丝；指尖上盖板（37）安装在指尖下盖板（38）上，指尖上盖板（37）和指尖下盖板（38）共同形成远指节外壳，指尖下盖板（38）下部的右侧内壁上加工有第二圆台，远指节钢丝轮（41）安装在第二圆台上，扭簧（42）套装在指节外壳（22）的第一圆台上，扭簧（42）的一个扭臂嵌在近指节外壳（22）的上部，扭簧（42）的另一个扭臂与指尖下盖板（38）固接，指尖力矩传感器应变片（44）贴于指尖下盖板（38）上端的内壁上，远指节的指肚上设置有触觉传感器（45），触觉传感器（45）通过顶针（47）限位，中关节轴（39）的两端安装在指尖下盖板（38）的下部，指尖位置传感器（43）、近指节外壳（22）的上端和远指节钢丝轮（41）均穿装在中关节轴（39）上，中关节轴（39）通过中关节螺钉（40）固定，钢丝缠绕在近指节钢丝轮和远指节钢丝轮（41）上且钢丝的两端分别固定在近指节和远指节上，指尖螺柱（46）通过螺钉将指尖上盖板（37）和指尖下盖板（38）拉紧。