[發明專利]機器人仿生手指

在審

• 申請號: 201711448559.0
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108214523A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 龍剛;林宋偉;鹿鵬;吳克兵;陳獻文;魏國;劉湘;蔡泗俠
• 申請（專利權）人: 深圳市保千里電子有限公司
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02;B25J15/10
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 彭家恩;彭愿潔

本發明涉及一種機器人仿生手指,包括手掌組件，手掌組件連接有四根普通手指組件和一根拇指組件，所述拇指組件包括拇指末關節、拇指中關節和拇指根關節，三個拇指關節依次連接，三個拇指關節內均設置有獨立的擺動機構驅動，三組擺動機構可驅動三個拇指關節分別向掌心縱軸方向彎曲擺動；拇指根關節連接第二轉動機構，第二轉動機構可驅動整根拇指組件沿掌心橫軸方向轉動，第二轉動機構連接第一轉動機構，第一轉動機構可驅動整根拇指組件沿掌心縱軸方向轉動。本發明的機器人仿生手指靈巧性高，拇指組件具有5個自由度，獨立控制，可配合其它手指組件實現虎口開合、各手指的靈活捏合、握拳、立掌、抓取等動作。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及機器人仿生手指。

背景技術

近年來，機器人技術不論在工業還是在民用領域的應用都有飛速的發展。機械手是機器人工作的最終執行機構，其性能直接決定了機器人的工作能力。與人類相似，具有高度通用性與靈巧性的機械手的開發十分必要。

現有的機器人手指，大多采用索控式控制各關節的活動，各手指的自由度受限較大，如清華大學申請的中國專利(公開號：CN104942818A)，公開了一種7自由度五指機械手，其大拇指由兩個指節構成，擁有一個彎曲自由度和一個擺動自由度，各個手指的自由度實現主要通過電機拉動鋼絲繩傳動完成。拇指自由度設置過少、拇指及其他手指的索控式控制方式使得該機械手僅能完成極少量的簡單動作，各手的指關節只能同時轉動，無法多角度單關節控制仿生動作，很多擬人的仿生動作無法實現。

發明內容

本申請提供一種機器人仿生手指，解決現有技術中仿生手索控式控制方式使得各手指牽連運動、各手指尤其是拇指的自由度少，不能多角度獨立旋轉相互配合，僅能完成極少量的簡單動作，大多仿生動作無法完成的技術問題。

為了解決上述問題，本發明的技術方案如下：

機器人仿生手指,包括手掌組件、普通手指組件和拇指組件，所述普通手指組件和拇指組件與手掌組件連接，其特征在于，所述拇指組件包括拇指末關節、拇指中關節和拇指根關節，拇指末關節、拇指中關節和拇指根關節依次連接，每個所述拇指關節內均設置有獨立的擺動機構，每組擺動機構能夠驅動對應的拇指關節向掌心縱軸方向彎曲擺動；所述拇指根關節連接第二轉動機構，所述第二轉動機構可驅動整根拇指組件沿掌心橫軸方向轉動，所述第二轉動機構連接第一轉動機構，所述第一轉動機構可驅動整根拇指組件沿掌心縱軸方向轉動。

進一步的，所述第二轉動機構包括軸承支撐架、旋轉支架和第二舵機，所述旋轉支架與拇指根關節連接，所述第二舵機的輸出軸通過軸承支撐架與旋轉支架嚙合，所述旋轉支架能夠帶動整根拇指組件沿掌心橫軸方向轉動。

進一步的，所述第一轉動機構包括軸承支撐座和第一舵機，所述第一舵機的輸出軸上設置小齒輪；所述軸承支撐座內穿連接轉軸，所述連接轉軸的一端設置大齒輪，另一端與第二舵機外壁固定連接，所述連接轉軸與第二舵機的輸出軸垂直，所述小齒輪與大齒輪嚙合。

進一步的，所述普通手指組件包括小指組件、無名指組件、中指組件和食指組件，所述手掌組件包括掌心、手掌舵機支架和掌背，所述掌心和掌背之間形成連接空腔，所述連接空腔內設置掌心機構，所述掌心機構驅動小指組件、無名指組件、中指組件和食指組件做旋轉及伸縮運動，所述拇指組件固定設置在手掌舵機支架上，所述手掌舵機支架設置在連接空腔內。

進一步的，所述每根普通手指組件均包括三個指關節，所述每個指關節均設置有三個向掌心橫軸方向彎曲的自由度，在每根普通手指組件的指根處均設置有一個沿掌心縱軸方向擺動開合的自由度。

進一步的，還包括第三舵機、第四舵機和第五舵機，所述拇指末關節與第五舵機連接，所述第五舵機可驅動拇指末關節向掌心縱軸方向擺動0-90度；所述拇指中關節與第四舵機連接，所述第四舵機可驅動拇指中關節向掌心縱軸方向擺動0-90度；所述拇指根關節與第三舵機連接，所述第三舵機可驅動拇指根關節向掌心縱軸方向擺動0-90度。