齿轮带轮欠驱动拟人机器人手装置

摘要

齿轮带轮欠驱动拟人机器人手装置，属于拟人机器人技术领域，包括拇指、食指、中指、无名指、小指和手掌；中指与无名指结构相同，小指与食指结构相同，各采用1个电机驱动3个关节转动；手掌采用1个电机驱动拇指根部的侧摆转动，拇指采用1个电机驱动2个关节转动。该装置具有5个独立控制的手指、15个关节自由度，包括6个主动关节和9个欠驱动关节；各手指的欠驱动关节均采用结构相同或近似的齿轮带轮机构，既降低了成本也便于维修，电机、传动机构藏入手内，结构简单、控制容易、集成度高；整个装置外观、尺寸和动作模仿人手，具有对不同形状、尺寸的物体自动包络抓取的功能，适合安装在拟人机器人上使用。

主权项

1.一种齿轮带轮欠驱动拟人机器人手装置，包括拇指、食指、中指、无名指、小指和手掌； 所说的拇指(2)包括拇指基座(21)、拇指电机(22)、拇指减速器(211)、拇指第一齿轮(212)、拇指第二齿轮(213)、拇指近关节轴(23)、拇指中部指段(24)、拇指远关节轴(25)和拇指末端指段(26)；所说的拇指电机(22)和拇指减速器(211)与拇指基座(21)固接，拇指电机(22)的输出轴与拇指减速器(211)的输入轴相连，拇指减速器(211)的输出轴与拇指第一齿轮(212)固接，拇指第一齿轮(212)与拇指第二齿轮(213)啮合，拇指第二齿轮(213)套固在拇指近关节轴(23)上，所说的拇指近关节轴(23)套设在拇指基座(21)中，所说的拇指远关节轴(25)套设在拇指中部指段(24)中，所说的拇指末端指段(26)套固在拇指远关节轴(25)上；所说的食指(3)包括食指基座(31)、食指电机(32)、食指减速器(317)、食指第一齿轮(318)、食指第二齿轮(319)、食指近关节轴(33)、食指第一中部指段(34)、食指第二中部指段(36)、食指中关节轴(35)、食指远关节轴(37)和食指末端指段(38)；所说的食指电机(32)和食指减速器(317)与食指基座(31)固接，食指电机(32)的输出轴与食指减速器(317)的输入轴相连，食指减速器(317)的输出轴与所说的食指第一齿轮(318)固接，食指第一齿轮(318)与所说的食指第二齿轮(319)啮合，食指第二齿轮(319)套固在所说的食指近关节轴(33)上，食指近关节轴(33)套设在食指基座(31)中，所说的食指中关节轴(35)套设在食指第一中部指段(34)中，所说的食指远关节轴(37)套设在食指第二中部指段(36)中，所说的食指末端指段(38)套固在食指远关节轴(37)上；所说的中指包括中指基座(41)、中指电机(42)、中指减速器(417)、中指第一齿轮(418)、中指第二齿轮(419)、中指近关节轴(43)、中指第一中部指段(44)、中指第二中部指段(46)、中指中关节轴(45)、中指远关节轴(47)和中指末端指段(48)；所说的中指电机(42)和中指减速器(417)与中指基座(41)固接，中指电机(42)的输出轴与中指减速器(417)的输入轴相连，中指减速器(417)的输出轴与中指第一齿轮(418)固接，中指第一齿轮(418)与中指第二齿轮(419)啮合，中指第二齿轮(419)与中指近关节轴(43)固接，中指近关节轴(43)套设在中指基座(41)中，所说的中指中关节轴(45)套设在中指第一中部指段(44)中，所说的中指远关节轴(47)套设在中指第二中部指段(46)，所说的中指末端指段(48)套固在远关节轴(47)上；所说的无名指(5)与中指(4)结构相同，所说的小指(6)与食指(3)结构相同；所说的手掌(1)包括手掌骨架(17)、手掌电机(11)、手掌减速器(15)、手掌第一齿轮(13)、手掌第二齿轮(16)、手掌关节轴(12)；所说的手掌电机(11)和手掌减速器(15)与手掌骨架(17)固接，手掌电机(11)的输出轴与手掌减速器(1 5)的输入轴相连，手掌减速器(15)的输出轴与手掌第一齿轮(13)固接，手掌第一齿轮(13)与手掌第二齿轮(16)啮合，手掌第二齿轮(16)套固在手掌关节轴(12)上，手掌关节轴(12)套设在手掌骨架(17)中，拇指基座(21)套固在手掌关节轴(12)上；所说的食指(3)通过食指基座(31)与手掌骨架(17)固接，所说的中指(4)通过中指基座(41)与手掌骨架(17)固接，所说的无名指(5)、小指(6)分别与手掌骨架(17)固接，连接方式分别同中指(4)、食指(3)一致；所说的食指(3)、中指(4)、无名指(5)、小指(6)、拇指(2)和手掌(1)之间的相对位置模仿人手各手指和手掌的相对位置；其特征在于：a、拇指(2)包括拇指主动齿轮(27)、拇指第一过渡齿轮(216)、拇指主动轮(217)、拇指传动件(28)、拇指从动轮(218)、拇指第二过渡齿轮(219)、拇指从动齿轮(29)、拇指簧件(210)、拇指第一过渡轴(214)和拇指第二过渡轴(215)；所说的拇指中部指段(24)套接在拇指近关节轴(23)上，所说的拇指第一过渡轴(214)套设在拇指中部指段(24)中，所说的第二过渡轴(215)套设在拇指中部指段(24)中，所说的拇指主动齿轮(27)套固在拇指近关节轴(23)上，所说的拇指第一过渡齿轮(216)套固在拇指第一过渡轴(214)上，所说的拇指主动轮(217)套固在拇指第一过渡轴(214)上，所说的拇指从动轮(218)套固在第二过渡轴(214)上，拇指传动件(28)连接拇指主动轮(217)与拇指从动轮(218)，所说的拇指第二过渡齿轮(219)套固在拇指第二过渡轴(215)上，所说的拇指从动齿轮(29)套固在拇指远关节轴(25)上，所说的拇指主动齿轮(27)和拇指第一过渡齿轮(216)啮合，所说的拇指第二过渡齿轮(219)和拇指从动齿轮(29)啮合，所说的拇指簧件(210)的两端分别连接拇指中部指段(24)和拇指末端指段(26)；b、食指(3)包括食指第一主动齿轮(39)、食指第二主动齿轮(311)、食指第一近过渡齿轮(333)、食指第一远过渡齿轮(336)、食指主动轮(334)、食指传动件(310)、食指从动轮(335)、食指第二过渡齿轮(339)、食指从动齿轮(315)、食指第一簧件(312)、食指第二簧件(316)、食指第一近过渡轴(331)、食指第一远过渡轴(332)和食指第二过渡轴(337)；食指第一中部指段(34)套接在近关节轴(33)上，食指第二中部指段(36)套接在中关节轴(35)上；所说的食指第一近过渡轴(331)、食指第一远过渡轴(332)套设在食指第一中部指段(34)中，食指第二过渡轴(337)套设在食指第二中部指段(36)中；所说的食指第一主动齿轮(39)套固在食指近关节轴(33)上，所说的食指第二主动齿轮(311)套固在食指中关节轴(35)上；所说的食指第一近过渡齿轮(333)套固在食指第一近过渡轴(331)上，食指第二过渡齿轮(339)套固在食指第二过渡轴(337)上；所说的食指主动轮(334)套固在食指第一近过渡轴(331)上，所说的食指从动轮(335)套固在食指第一远过渡轴(332)上，所说的食指传动件(310)连接食指主动轮(334)和食指从动轮(335)，所说的食指第一远过渡齿轮(336)套固在食指第一远过渡轴(332)上，食指从动齿轮(315)套固在食指远关节轴(37)上；所说的食指第一主动齿轮(39)和食指第一近过渡齿轮(333)啮合，食指第二主动齿轮(311)和食指第二过渡齿轮(339)啮合；所说的食指第一远过渡齿轮(336)和食指第二主动齿轮(311)啮合，所说的食指第二过渡齿轮(339)和食指从动齿轮(315)啮合；食指第一簧件(312)的两端分别连接食指第一中部指段(34)和食指第二个中部指段(36)；食指第二簧件(316)的两端分别连接食指第二中部指段(36)和食指末端指段(38)；c、中指包括中指第一主动齿轮(49)、中指第二主动齿轮(411)、中指第一近过渡齿轮(433)、中指第二近过渡齿轮(439)、中指第一主动轮(434)、中指第二主动轮(440)、中指第一传动件(410)、中指第二传动件(414)、中指第一从动轮(435)、中指第二从动轮(441)、中指第一远过渡齿轮(436)、中指第二远过渡齿轮(442)、中指从动齿轮(415)、中指第一簧件(412)、中指第二簧件(416)、中指第一近过渡轴(431)、中指第二近过渡轴(437)、中指第一远过渡轴(432)和中指第二远过渡轴(438)；中指第一中部指段(44)套接在中指近关节轴(43)上，中指第二中部指段(46)套接在中指中关节轴(45)上；所说的中指第一近过渡轴(431)、中指第一远过渡轴(432)套设在中指第一中部指段(44)中，中指第二近过渡轴(437)、中指第二远过渡轴(438)套设在中指第二中部指段(46)中；所说的中指第一主动齿轮(49)套固在中指近关节轴(43)上，所说的中指第二主动齿轮(411)套固在中指中关节轴(45)上；所说的中指第一近过渡齿轮(433)套固在中指第一近过渡轴(431)上，所说的中指第二近过渡齿轮(439)套固在中指第二近过渡轴(437)上；所说的中指第一主动轮(434)套固在中指第一近过渡轴(431)上，中指第二主动轮(440)套固在中指第二近过渡轴(437)上；所说的中指第一从动轮(435)套固在中指第一远过渡轴(432)上，所说的中指第二从动轮(441)套固在中指第二远过渡轴(438)上；所说的中指第一传动件(410)连接中指第一主动轮(434)和中指第一从动轮(435)，所说的中指第二传动件(414)连接中指第二主动轮(440)和中指第二从动轮(441)；所说的中指第一远过渡齿轮(436)套固在中指第一远过渡轴(432)上，所说的中指第二远过渡齿轮(442)套固在中指第二远过渡轴(438)上；中指从动齿轮(415)套固在中指远关节轴(47)上；所说的中指第一主动齿轮(49)和中指第一近过渡齿轮(433)啮合，所说的中指第二主动齿轮(411)和中指第二近过渡齿轮(439)啮合；所说的中指第一远过渡齿轮(436)和中指第二主动齿轮(411)啮合，所说的中指第二远过渡齿轮(442)和中指从动齿轮(415)啮合；中指第一簧件(412)的两端分别连接中指第一中部指段(44)和中指第二中部指段(46)，中指第一簧件(412)的一端插入中指第一中部指段(44)中，另一端插入中指第二中部指段(46)中；中指第二簧件(416)的两端分别连接中指第二中部指段(46)和中指末端指段(48)，中指第二簧件(416)的一端插入中指第二中部指段(46)中，另一端插入中指末端指段(48)中。