[發明專利]一種基于氣動肌肉的全驅動仿生靈巧手

有效

• 申請號: 201911018712.5
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN111390892B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 鮑官軍;陳志培;蔡世波;陶志成;朱李垚;葛涵;楊邦出
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J15/00;B25J17/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種基于氣動肌肉的全驅動仿生靈巧手，其特征是，包括

若干手指，手指包括可相對轉動的遠指端、中指端、 近指端以及遠指端和中指端之間的、中指端和近指端之間的轉動關節，手指可擺動和可轉動的連接有球關節；

驅動件，驅動件為可伸縮運動的氣動肌肉以及固定連接在氣動肌肉上的滑軸；以及

傳動件，傳動件包括若干組用于手指轉動和回復的驅動腱繩和回復腱繩，驅動腱繩和回復腱繩一端固定連接在滑軸上，中指端上設有用于轉動遠指端的第一轉動關節，近指端上設有用于轉動中指端的第二轉動關節，轉動關節包括與遠離靈巧手根部的指節連接的腱繩固定軸、所述遠離靈巧手根部的指節下方相鄰的指節上轉動連接的轉動滑輪和輔助滑輪，輔助滑輪設置在轉動滑輪下方，轉動滑輪和輔助滑輪的外側套設有腱繩，腱繩固定繞接在轉動滑輪和輔助滑輪上，腱繩固定軸上設有通線孔，腱繩通過通線孔，腱繩端部直徑較通線孔大，轉動滑輪固定連接在轉動轉軸上，轉動轉軸鉸接連接在兩相鄰指節之間，輔助滑輪轉動連接在指節上，第二轉動關節的轉動轉軸和腱繩固定軸上設有用于通過腱繩的過線孔，所述腱繩穿過通線孔繞接固定在第一轉動關節的轉動滑輪和輔助滑輪上，第二轉動關節的轉動轉軸上在過線孔位置設有避讓槽,避讓槽設置在指尖的轉動方向上，避讓槽與過線孔連接處設有用于減少腱繩摩擦的彎角段，避讓槽使得腱繩在彎曲時仍能夠通過所述轉軸軸心；第二轉動關節的轉動滑輪連接有用于定位的軸套，軸套上設有用于通過腱繩的過線孔和避讓槽，避讓槽沿軸套的周向方向設置在指尖的轉動方向上，避讓槽遠離過線孔的一端設有用于減少腱繩摩擦的彎角端，所述避讓槽使得腱繩在彎曲時仍能夠通過所述軸套軸心。

2.根據權利要求1所述的一種基于氣動肌肉的全驅動仿生靈巧手，其特征是，球關節包括關節座、十字軸、第一主動錐齒輪、第二主動錐齒輪、從動錐齒輪、第三滑輪和第四滑輪，十字軸包括第一軸和第二軸，第一軸與關節座轉動連接，第一主動錐齒輪和第二主動錐齒輪可轉動的套設在第一軸上，且第一主動錐齒輪和第二主動錐齒輪設置在第二軸的相對兩側，從動錐齒輪套設在第二軸上且與近指段固定，近指段與第二軸轉動連接，第三滑輪與第一主動錐齒輪同軸布置且與第一主動錐齒輪固定，第四滑輪與第二主動錐齒輪同軸布置且與第二主動錐齒輪固定，從動錐齒輪分別與第一主動錐齒輪和第二主動錐齒輪嚙合。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于氣動肌肉的全驅動仿生靈巧手，其特征是，傳動件包括第一驅動腱繩、第一回復腱繩、第二驅動腱繩、第二回復腱繩、第三驅動腱繩、第三回復腱繩、第四驅動腱繩以及第四回復腱繩；第一驅動腱繩和第一回復腱繩的一端卷繞在第一轉動關節的轉動滑輪和輔助滑輪上，第二驅動腱繩和第二回復腱繩的一端卷繞在第二轉動關節的轉動滑輪和輔助滑輪上，第三驅動腱繩的一端卷繞在第三滑輪上，第三回復腱繩的一端卷繞在第三滑輪上；第四驅動腱繩的一端卷繞在第四滑輪上，第四回復腱繩的一端卷繞在第四滑輪上，驅動腱繩與回復腱繩的卷繞方向相反。

4.根據權利要求1所述的一種基于氣動肌肉的全驅動仿生靈巧手，其特征是，驅動件和手指之間還設有氣動肌肉支架，所述氣動肌肉支架包括第一平板、第二平板、第一預緊機構定位塊和第二預緊機構定位塊，所述第一平板、第二平板、第一預緊機構定位塊和第二預緊機構定位塊圍成一個兩側開放的盒體結構，第一平板和第二平板上分別設有互相平行的開孔，所述開孔形成豎直的用于通過腱繩的導向孔，第一預緊機構定位塊和第二預緊機構定位塊上分別可調連接有預緊螺釘，預緊螺釘末端轉動連接有預緊軸承，所述預緊軸承的外緣抵接在腱繩上。

5.根據權利要求4所述的一種基于氣動肌肉的全驅動仿生靈巧手，其特征是，預緊螺釘末端固定連接有預緊螺釘固定支架，預緊螺釘支架端部轉動連接有預緊螺釘固定支架軸承，所述預緊螺釘固定支架軸承上固定套裝有預緊軸承支架，所述預緊軸承支架上轉動連接有預緊軸承，所述預緊軸承隨腱繩的拉動而轉動。

6.根據權利要求1所述的一種基于氣動肌肉的全驅動仿生靈巧手，其特征是，驅動腱繩和回復腱繩的一端連接在滑軸上，滑軸端部遠離轉動關節一側還設置有回復導向輪，回復腱繩經回復導向輪卷繞在轉動關節和球關節上。