欠驱动拟人三指机械手

摘要

本发明公开了一种欠驱动拟人三指机械手，包括手掌、两根手指和一根拇指，手指包括四个指节，使用弹簧片、手指盖板和螺钉连接，手掌包括底板、盖板，用于固定电机和手指。本发明使用力传感器与角度传感器组成的闭环反馈系统，能够实现简单的抓、捏动作。本发明的特点是基于欠驱动原理使用一个电机通过腱传动的方式控制单根手指，使得手指在抓取不同物体时能够自适应地包络物体，其有结构简单、抓取控制难度低、可靠性高的优点。

主权项

一种欠驱动拟人三指机械手，包括手掌单元（3）和3根手指，所述手掌单元（3）包括掌心（301）和掌背（302），其中一根手指为拇指，其特征在于：所述手掌单元（3）内部设置3个驱动手指弯指动作的微型直流电机（303）和1个摆动拇指的舵机（306），所述微型直流电机（303）的输出轴上固定安装绕子（304），每根所述手指皆具有手指单元（1）部分，所述手指单元（1）依次由第一指节（11）、第二指节（12）、第三指节（13）和第四指节（14）连接而成，相邻两指节间设有转动轴，使所述手指单元（1）形成具有三个自由度的手指关节系统，所述第四指节（14）固定连接在所述手掌单元（3）的边缘，腱绳一端固定于靠近所述手指单元（1）自由端的位置处，所述腱绳依次穿过所述手指单元（1）中的腱绳孔、所述第二指节（12）中的腱绳孔、所述第三指节（13）中的腱绳孔和所述第四指节（14）中的腱绳孔，所述腱绳的另一端固定于所述主轴绕子（304）上，弹簧片（15）同时与所述手指单元（1）的各指节远离所述掌心（301）的一侧固定连接，当所述微型直流电机（303）输出正向转动时，所述主轴绕子（304）卷绕收紧腱绳，从而使得所述手指单元（1）进行内弯曲，当所述微型直流电机（303）输出反向转动时，依靠所述弹簧片（15）的弹力，所述主轴绕子（304）放松腱绳，所述手指单元（1）依靠所述弹簧片（15）的弹力使所述手指单元（1）伸直，所述拇指的第四指节（14）形成拇指指根（21），所述拇指指根（21）根部形成圆柱形凸台，所述手掌单元（3）的所述掌心（301）一侧设有与所述拇指指根（21）的形状相适应的卡槽，拇指指根单元（2）主要由所述拇指指根（21）、拇指摆动转轴（27）和拇指摆动轴承（26）组成，所述拇指摆动轴承（26）分别安装于所述拇指指根（21）根部的圆柱形凸台和转轴（27）上，所述拇指的相邻两指节间的转动轴与所述拇指摆动转轴（27）的轴线空间垂直，所述拇指指根（21）围绕所述拇指摆动转轴（27）转动，从而使拇指具有4个自由度，所述舵机（306）的动力输出轴驱动所述拇指摆动转轴（27）转动，将所述舵机（306）的动力传递给所述拇指指根（21），实现所述拇指指根（21）相对与所述掌心（301）的摆动，使所述拇指指根（21）进出所述掌心（301）的卡槽，并使所述拇指指根（21）转动至相对于所述掌心（301）的设定空间角度位置，使3根手指相互辅助配合实现相应仿生手部动作。