[發明專利]一種擬人機械手

有效

• 申請號: 201410291936.4
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104162892A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 聶宏;顏文彧;王小濤;陳萌;韓亮亮;陳炎
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種擬人機械手，主要包括手、手腕（5）和前臂，手包括手掌（4）和若干根手指，其特征在于：所述手指至少包含一根A型手指（2）和拇指（1）；A型手指（2）包括依次通過旋轉軸連接的A型遠指骨（15）、A型中指骨（13）、A型近指骨（12）、A型基指骨（10）以及A型基座（9），指骨連桿（18）兩端分別與A型遠指骨（15）和A型近指骨（12）相連，A型遠指骨（15）、A型中指骨（13）、A型近指骨（12）以及指骨連桿（18）共同構成四連桿機構；通過腱繩對A型中指骨（13）、A型近指骨（12）和A型基指骨（10）進行獨立控制：四根腱繩從前臂引出，兩兩一組，分別控制A型中指骨（13）和A型近指骨（12），其中控制A型中指骨（13）的兩根腱繩沿A型手指（2）指背和指腹兩面經過A型近指骨（12），而后繞過中關節固定在A型中指骨（13）上，另兩根控制A型近指骨（12）的腱繩沿A型手指（2）指背和指腹兩面延伸，繞過近關節后固定在A型近指骨（12）上，兩對腱繩在指腹的左右兩側對稱分布；通過這兩對腱繩差動還可實現A型基指骨（10）的側擺運動；前臂上設置有腱驅動器組（6），每根腱繩都連接到對應的腱驅動器上。

2.根據權利要求1所述的擬人機械手，其特征在于：所述手還包括至少一根B型手指（3），B型手指（3）包括依次通過旋轉軸連接的B型遠指骨、B型中指骨、B型近指骨（24）以及B型基座（26）；B型手指（3）采用了欠驅動控制方式，只對B型中指骨進行主動控制：從腱驅動器上引出的兩根腱繩沿B型手指（3）的指背和指腹延伸，交叉纏繞過近關節，通過B型近指骨（24）后繞過中關節固定在B型中指骨上。

3.根據權利要求1或2所述的擬人機械手，其特征在于：所述拇指（1）包括拇指遠指骨（27）、拇指中指骨（28）、拇指近指骨（29）和拇指基指骨（30）；對拇指遠指骨（27）、拇指中指骨（28）和拇指近指骨（29）均進行獨立控制：控制拇指遠指骨（27）和拇指中指骨（28）的腱繩均由拇指近指骨（29）指腹一面穿入，兩兩一組，分別固定在拇指遠指骨（27）和拇指中指骨（28）上；另有一根腱繩固定在拇指近指骨（29）指背上。

4.根據權利要求3所述的擬人機械手，其特征在于：所述腱驅動器組（6）包括錐形腱驅動器（66）和矩形腱驅動器（67）兩種腱驅動器，所有驅動器均包括腱驅動器滾珠絲杠副，腱繩末端固定在腱驅動器滾珠絲杠螺母（58）上，從而實現腱繩的差動運動，驅動手指關節。

5.根據權利要求4所述的擬人機械手，其特征在于：除了所述A型和B型手指基指骨、拇指的遠指骨和近指骨，其余所有指骨均包含傳感器定位夾（19）、六維力傳感器(21)、指腹接觸蓋（22）和電器盒（23）；并且在每個轉動關節處都布置有角度傳感器，反饋轉角信息。

6.根據權利要求5所述的擬人機械手，其特征在于：所述的每個類型的近指骨指背上都布置有走線槽或走線孔，固定有腱繩的骨指均設置有腱繩固定槽（11）。

7.根據權利要求1、2或6所述的擬人機械手，其特征在于：所述手腕（5）是連接手和前臂的部件，包括俯仰轉軸（40）、俯仰轉軸支承（41）和腕基座（42），腕基座（42）與前臂固連，俯仰轉軸支承（41）與腕基座（42）彈性連接，俯仰轉軸（40）固定在俯仰轉軸支承（41）上，俯仰轉軸（40）和俯仰轉軸支承（41）配合，提供俯仰和側擺兩個方向的自由度；所述手腕（5）由安裝在前臂上的腕驅動器（7），包括平移導向部分和內部轉子部分，腕驅動器（7）端部安裝有萬向節（44）；手掌（4）掌基中間位置與俯仰轉軸（40）直接連接，萬向節（44）通過手腕上的手腕連桿與手掌（4）背部球鉸相連。