[發明專利]一種基于桿式超聲電機的多自由度手掌及其操作方法

在審

• 申請號: 201711083829.2
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107745391A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 牛子杰;史穎剛;崔永杰;閆鋒欣;盛鑫家;趙予同
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J17/00;B25J15/10
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司11385
• 代理人: 董芙蓉

1.一種基于桿式超聲電機的多自由度手掌，其特征在于，包括手掌(1)、10mm超聲電機(2)、食指近指端(3)、食指中指端(4)、食指遠指端(5)、中指近指端(6)、中指中指端(7)、中指遠指端(8)、無名指近指端(9)、無名指中指端(10)、無名指遠指端(11)、小指遠指端(12)、小指中指端(13)、小指近指端(14)、拇指遠指端(15)、拇指中指端(16)、拇指近指端(17)和球形鉸鏈(18)；所述手掌(1)大拇指、食指、中指、無名指和小拇指的第一個關節均與球形鉸鏈(18)連接，所述球形鉸鏈(18)的兩個活動件均分別與兩個10mm超聲電機(2)連接；所述拇指近指端(17)、食指近指端(3)、中指近指端(6)、無名指近指端(9)、小指近指端(14)分別與球形鉸鏈(18)的外部活動件上的10mm超聲電機(2)連接；食指近指端(3)、中指近指端(6)、無名指近指端(9)、小指近指端(14)的另一側與另外一組10mm超聲電機(2)連接；拇指近指端(17)的另一側與另外一組球形鉸鏈(18)連接，球形鉸鏈(18)的兩個活動件均分別與兩個10mm超聲電機(2)連接；拇指中指端(16)、食指中指端(4)、中指中指端(7)、無名指中指端(10)、小指中指端(13)兩頭分別與10mm超聲電機(2)連接；拇指遠指端(15)、食指遠指端(5)、中指遠指端(8)、無名指遠指端(11)、小指遠指端(12)均一端與10mm超聲電機(2)連接，另一端自由。

2.根據權利要求1所述基于桿式超聲電機的多自由度手掌，其特征在于，所有四指的遠指端與中指端由單自由度關節(19)連接；中指端和近指端由單自由度關節(20)連接；近指端與手掌由球鉸鏈兩自由度關節(21)連接。

3.根據權利要求1所述基于桿式超聲電機的多自由度手掌，其特征在于，所述拇指的遠指端與中指端由單自由度關節(22)連接；中指端與近指端由球鉸鏈兩自由度關節(23)連接；近指端與手掌由球鉸鏈兩自由度關節(24)連接；球鉸鏈由球鉸鏈內圈(25)和球鉸鏈外圈(26)組成。

4.一種基于桿式超聲電機的多自由度手掌的操作方法，其特征在于，包括以下步驟：

整個手掌除了五根手指與手掌連接的根部關節和拇指的第二關節為球形鉸鏈外其余關節均為單自由度關節，單自由度關節均安裝一個10mm超聲電機；當電機通電時該關節電機會產生旋轉運動，使得手指相應部位發生彎曲；

五根手指與手掌連接的根部關節和拇指的第二關節為球形鉸鏈；這種鉸鏈是一種兩自由度的鉸鏈結構，每個關節上安裝了兩個10mm超聲電機，兩個電機垂直正交分布，與關節內圈相連的電機運動時該關節以上的指端產生彎曲變形；與關節外圈相連的電機運動時該關節所在的手指產生左右擺動效果。