[發明專利]一種仿生手及其制備方法

有效

• 申請號: 201811297315.1
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109227586B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 孫盈軍;卞團兵;郭望
• 申請（專利權）人: 西安真我三維科技有限公司
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種仿生手及其制備方法，包括手掌機構、大拇指機構、食指機構、中指機構、無名指機構和小拇指機構，大拇指機構、食指機構、中指機構、無名指機構和小拇指機構內均設置有多個支撐塊和拉線，拉線分別貫穿支撐塊后與步進電機連接用于實現手指機構的控制。本發明制造成本低，制作周期短，且完全實現定制化。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，具體涉及一種仿生手及其制備方法。

背景技術

仿生手是目前日益發達的仿真機器人的關鍵功能性部件，也是廣大手臂殘缺的殘疾人的強烈需求?，F有的仿生手主要包括以下兩類：

第一類，功能相對靈活，但外觀明顯機械化，如科幻片中的智能機器人的手。這類手主要依據人類手的外形，通過計算機建模軟件，將手進行結構拆分，將人手的不規則生物關節用標準化設計的機械關節進行替代。這種實現方式的優勢是可以將人手所有活動關節進行拆分，從而實現更多的自由度，以盡可能多的接近人手的功能和靈活度，同時可以實現標準化批量生產。然而由于各部件之間必須采取硬連接裝配，因此，手的外觀生硬。

第二類，外觀顏色、質感與人手高度接近但沒有功能，如藝術館里展示的硅像，幾乎很難通過肉眼區分與真手還是假手，質感也接近人手比較柔軟。這種手是通過真人手倒模，再用硅膠灌注制成，如果要在內部包入有機械功能的骨骼必須要確保足夠的硅膠壁厚才能在實現手指彎曲時像真人手的變形，而不會出現硅膠的物理扭曲。而人的指頭的直徑有限，尤其是女性手指偏細，特別是小指。因此外觀質感高仿真的手僅僅具有裝飾功能，無任何實質功能可言。

而缺少功能靈活且外觀質感高度仿真的仿生手，是制約仿生機器人被大眾接受的重要因素之一。也是制約手部殘缺的殘障人士工作生活的主要原因。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種仿生手及其制備方法，同時將硅膠手的制造工藝和機械手關節的設計結構相結合。完全保障了硅膠手的高仿真度，也實現了機械手的活動功能。從而讓仿生手更加有親和力。

本發明采用以下技術方案：

一種仿生手，包括手掌機構、大拇指機構、食指機構、中指機構、無名指機構和小拇指機構，大拇指機構、食指機構、中指機構、無名指機構和小拇指機構內均設置有多個支撐塊和拉線，拉線分別貫穿支撐塊后與步進電機連接用于實現手指機構的控制。

更進一步的，本發明的特點還在于：大拇指機構、食指機構、中指機構、無名指機構和小拇指機構內的指尖處均設置有指端固定片，拉線的一端與指端固定片連接，另一端依次經過多個支撐塊與步進電機連接。

其中，支撐塊為消失模蠟塊，采用低熔點石蠟經消失模鑄造方式制成。

其中，消失模蠟塊分別位于大拇指機構、食指機構、中指機構、無名指機構和小拇指機構的關節處。

其中，大拇指機構內設置有兩個消失模蠟塊，食指機構、中指機構、無名指機構和小拇指機構內均設置有三個消失模蠟塊。

其中，拉線外部套裝有拉線管。

其中，支撐塊之間的拉線管長度為對應指節的骨骼長度。

其中，手掌機構、大拇指機構、食指機構、中指機構、無名指機構和小拇指機構采用硅膠材料注膠制成。

本發明的另一技術方案是，一種仿生手的制備方法，包括以下步驟：

S1、制備硅膠手模具；

S2、依據手上每個關節的大小用低熔點石蠟為每個關節制作出關節消失蠟模；

S3、依據手指每段指節骨骼長度截取內部拉線管；