[發(fā)明專利]一種剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011310048.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN112405577B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷國(guó)迎;楊后樂;張寧斌;朱向陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/00
• 分類號(hào): B25J15/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手，其特征在于，包括多個(gè)柔性手指（1）、剛性支撐外殼（2）、剛性掌部關(guān)節(jié)（3）、剛性腕部關(guān)節(jié)（4）以及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中：

多個(gè)柔性手指（1）、剛性掌部關(guān)節(jié)（3）以及剛性腕部關(guān)節(jié)（4）緊固在剛性支撐外殼（2）上；

多個(gè)柔性手指（1）具有獨(dú)立的彎曲自由度；

驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)控制多個(gè)柔性手指（1）的彎曲、剛性掌部關(guān)節(jié)（3）的轉(zhuǎn)動(dòng)以及剛性腕部關(guān)節(jié)（4）的轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述多個(gè)柔性手指（1）包括設(shè)置在剛性支撐外殼（2）上的4個(gè)柔性手指和設(shè)置在剛性掌部關(guān)節(jié)（3）末端的1個(gè)柔性手指；

所述剛性掌部關(guān)節(jié)（3）包括近掌固定結(jié)構(gòu)、近掌舵機(jī)、減速齒輪、遠(yuǎn)掌固定結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)掌舵機(jī)以及拇指底座，其中：

近掌固定結(jié)構(gòu)緊固于剛性支撐外殼表面，近掌舵機(jī)緊固于近掌固定結(jié)構(gòu)上，通過減速齒輪將帶動(dòng)遠(yuǎn)掌固定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，提供以手掌縱向延伸方向作為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)自由度，遠(yuǎn)掌舵機(jī)固定于遠(yuǎn)掌固定結(jié)構(gòu)之上，并控制拇指底座的旋轉(zhuǎn)，提供以手掌橫向延伸方向作為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)自由度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手，其特征在于，所述柔性手指（1）包括硅膠層、硬質(zhì)限制層以及繞線限制層，其中：

硬質(zhì)限制層和繞線限制層均設(shè)置在硅膠層內(nèi)；

當(dāng)硅膠層內(nèi)氣壓增加進(jìn)行延展時(shí)，硬質(zhì)限制層對(duì)硅膠平面的延展進(jìn)行限制，繞線限制層對(duì)硅膠周向的延展進(jìn)行限制，使得硅膠層的延展展現(xiàn)為柔性手指（1）的彎曲運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)包括微型處理芯片，柔性手指控制子系統(tǒng)以及剛性腕部驅(qū)動(dòng)模塊，其中：

微型處理芯片利用串口接收指令，并將指令解碼為控制信號(hào)，控制柔性手指控制子系統(tǒng)和剛性腕部驅(qū)動(dòng)模塊；

柔性手指控制子系統(tǒng)控制柔性手指（1）的彎曲運(yùn)動(dòng)；

剛性腕部驅(qū)動(dòng)模塊控制剛性腕部關(guān)節(jié)（4）的轉(zhuǎn)動(dòng)或者自鎖運(yùn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手，其特征在于，所述柔性手指控制子系統(tǒng)包括氣泵和多路柔性手指控制模塊，氣泵同時(shí)給多路柔性手指控制模塊提供氣源，每路柔性手指控制模塊包括進(jìn)氣閥、出氣閥以及繼電器，每路繼電器根據(jù)微型處理芯片的控制信號(hào)控制對(duì)應(yīng)氣閥的開關(guān)，每路柔性手指控制模塊能夠?qū)刂茖?duì)象輸出充氣、放氣和保持三種工作狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手，其特征在于，

剛性腕部驅(qū)動(dòng)模塊接收微型處理芯片的控制信號(hào)，控制腕部關(guān)節(jié)做出正反轉(zhuǎn)或自鎖行為。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手，其特征在于，所述微型處理芯片直接輸出電壓信號(hào)控制剛性掌部關(guān)節(jié)（3）的正反轉(zhuǎn)或自鎖行為。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手，其特征在于，剛性腕部關(guān)節(jié)（4）包括固定結(jié)構(gòu)、齒輪組以及直流電機(jī)，其中：

固定結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有通孔，為柔性假肢手指的氣管和控制剛性掌部關(guān)節(jié)的導(dǎo)線的通道；

直流電機(jī)提供旋轉(zhuǎn)力矩并由齒輪組放大。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的剛?cè)狁詈系亩嘧杂啥阮惾遂`巧手，其特征在于，固定結(jié)構(gòu)由鋁合金加工而成，齒輪組由銅合金加工而成。