[實用新型]一種基于桿式超聲電機的多自由度手掌

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721470456.X
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN207997314U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 西北農(nóng)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本實用新型公開了一種基于桿式超聲電機的多自由度手掌，包括手掌、10mm超聲電機、食指近指端、食指中指端、食指遠指端、中指近指端、中指中指端、中指遠指端、無名指近指端、無名指中指端、無名指遠指端、小指遠指端、小指中指端、小指近指端、拇指遠指端、拇指中指端、拇指近指端和球形鉸鏈。本實用新型利用了桿式超聲電機可以小型化的特點，將其合理的布置在仿生機械手的各個關(guān)節(jié)部位，保證每個關(guān)節(jié)之間獨立，并能實現(xiàn)仿生機械手的常見功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于機械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于桿式超聲電機的多自由度手掌。

背景技術(shù)

仿生機械手的設(shè)計目前多采用電磁電機配合繩驅(qū)動、彈簧驅(qū)動的形式作為手指關(guān)節(jié)。這種設(shè)計往往造成的問題是關(guān)節(jié)的靈敏度沒有直驅(qū)高，同時每個關(guān)節(jié)之間并不是完全獨立，有耦合現(xiàn)象，即當一個關(guān)節(jié)動的時候與其耦合的其他關(guān)節(jié)會有聯(lián)動。如果每個關(guān)節(jié)均采用獨立的電磁電機，則會造成結(jié)構(gòu)龐大冗余。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種基于桿式超聲電機的多自由度手掌。該產(chǎn)品利用了桿式超聲電機可以小型化的特點，將其合理的布置在仿生機械手的各個關(guān)節(jié)部位，保證每個關(guān)節(jié)之間獨立，并能實現(xiàn)仿生機械手的常見功能。

其具體技術(shù)方案為：

一種基于桿式超聲電機的多自由度手掌，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(guān)節(jié)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(cè)與另外一組10mm 超聲電機2連接；拇指近指端17的另一側(cè)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。

進一步，所有四指的遠指端與中指端由第一單自由度關(guān)節(jié)19連接；中指端和近指端由第二單自由度關(guān)節(jié)20連接；近指端與手掌由第一球鉸鏈兩自由度關(guān)節(jié)21連接。

進一步，所述拇指的遠指端與中指端由第三單自由度關(guān)節(jié)22連接；中指端與近指端由第二球鉸鏈兩自由度關(guān)節(jié)23連接；近指端與手掌由第三球鉸鏈兩自由度關(guān)節(jié)24連接；球鉸鏈由球鉸鏈內(nèi)圈25和球鉸鏈外圈26組成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：

1、整個手掌四指采用了8個單自由度關(guān)節(jié)和四個兩自由度關(guān)節(jié)，拇指采用了一個單自由度關(guān)節(jié)和兩個兩自由度關(guān)節(jié)。實現(xiàn)了手指每個指節(jié)的彎曲變形和整個手指的橫向擺動變形，可以很靈活的模仿人手的運動特性。

2、當拇指和食指各關(guān)節(jié)電機通電時，通過控制策略可以完成拇指與食指組合精確抓取小體積目標的功能。

3、當拇指、食指和中指各關(guān)節(jié)通電時，通過控制策略可以完成拇指、食指和中指組合精確抓取中等體積目標的功能。

4、當五指的各關(guān)節(jié)同時通電時，通過控制策略可以完成五指同時抓取體積較大，重量較大目標的功能。

5、當拇指之外的四指各關(guān)節(jié)同時通電時，通過控制策略可以完成四指提拉目標的功能。

附圖說明

圖1為本實用新型基于桿式超聲電機的多自由度手掌的結(jié)構(gòu)示意圖；、