一种7自由度五指机械手

摘要

本发明涉及一种7自由度五指机械手，属于机器人技术领域，该机械手包括手掌、五个手指、7个电机，主动齿轮、被动齿轮、传动轴和主动钢丝绳、被动钢丝绳、三对蜗轮、蜗杆，抱箍、滚筒；食指、中指、无名指和小指均具有1个弯曲自由度，食指、无名指和小指拥有一个摆动自由度使得三指可以同时张开或合拢，大拇指有1个弯曲自由度和1个摆动自由度，共7个自由度。本发明的7自由度五指机械手可以实现五个机械手指的双向弯曲、食指、无名指和小拇指的合拢张开，以及大拇指的双向摆动，可以完成精细抓取任务。

主权项

一种7自由度五指机械手，其特征在于，该机械手包括手掌、五个手指、7个电机、主动齿轮、被动齿轮、传动轴、主动钢丝绳、被动钢丝绳、三对蜗轮蜗杆、抱箍和滚筒；所述的五个手指中的食指、中指、无名指和小指均具有1个弯曲自由度，食指、无名指和小指拥有一个摆动自由度，使得食指、无名指和小指同时张开或合拢，大拇指有1个弯曲自由度和1个摆动自由度，共7个自由度；所述的大拇指由大拇指基座和两个指节组成，7个电机中的第五电机固定在大拇指基座上，第五电机输出轴与手掌固连，实现大拇指相对于手掌的正反摆动；第六电机带动滚筒转动，滚筒的两个槽缠绕正反两个方向的两股钢丝绳，两股钢丝绳中的第一根钢丝绳的一端固定在滚筒上，第一根钢丝绳的另一端与大拇指根关节固连，实现大拇指根关节的弯曲，通过第二根钢丝绳带动大拇指中关节的弯曲，第二根钢丝绳为被动钢丝绳；所述的食指、中指、无名指和小指都由手指根关节、手指中关节和手指末端关节组成；7个电机中的第一电机、第二电机、第三电机和第四电机分别固定在手掌上，第一电机、第二电机、第三电机和第四电机的每个输出轴分别输出两股缠绕方向相反的主动钢丝绳，两股钢丝绳固定方式均为：一端固定在相应的电机上，另一端固定在相应的手指根关节，通过电机转动带动两股钢丝绳的伸缩，实现手指根关节的正反转动；同时，第一股钢丝绳的两端分别固定在中关节和根关节，第二股钢丝绳的两端分别固定在末端关节和中关节，这两股被动钢丝绳共同带动中关节和末端关节随根关节转动，其中，手指根关节、手指中关节和手指末端关节的直径比1：1：1，手指能完全捏合；每个手指的根关节和抱箍固定；中指的抱箍固定在手掌上，食指、无名指和小指的抱箍分别装有第一蜗轮、第二蜗轮和第三蜗轮；第七电机固定在手掌上，电机带动主动齿轮转动，被动齿轮固定在传动轴上，被动齿轮和主动齿轮啮合中带动传动轴转动；传动轴有第一蜗杆、第二蜗杆、第三蜗杆，因此带动第一蜗杆、第二蜗杆、第三蜗杆转动，第一蜗杆带动第一蜗轮转动，第二蜗杆带动第二蜗轮转动，第三蜗杆带动第三蜗轮转动；第一蜗杆、第二蜗杆、第三蜗杆的头数均为1，第一蜗轮为左旋蜗轮，齿数42，第二蜗轮和第三蜗轮都是右旋蜗轮，齿数分别为42齿和28齿；第一蜗轮带动食指摆动，第二蜗轮带动无名指摆动，第三蜗轮带动小拇指摆动，食指、无名指和小拇指的摆动转速比为2:2:3，无名指和小指摆动方向相同，食指与无名指和小指的摆动方向相反。