[發明專利]一種具有適應性的仿生五指機械手

有效

• 申請號: 202011460986.2
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112720541B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 王學軍;張帆;程浩;楊雄
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02
• 代理公司: 昆明人從眾知識產權代理有限公司 53204
• 代理人: 陳波

1.一種具有適應性的仿生五指機械手，其特征在于：包括手指（1）、四指連接件（2）、拇指連接件（3）、手掌（4）、手指驅動裝置、手指離合裝置、手掌驅動裝置；其中手指（1）為大拇指、四指，五個手指（1）均設有配套的手指驅動裝置、手指離合裝置，大拇指通過拇指連接件（3）與手掌（4）連接，四指共同通過四指連接件（2）與手掌（4）連接，手掌驅動裝置用于驅動四指連接件（2）、拇指連接件（3）的運動；手指離合裝置閉合，用于手指驅動裝置驅動手指（1）的指中（1-2）、指尖（1-1）聯動；手指離合裝置斷開，手指驅動裝置驅動指中（1-2），指尖（1-1）通過手指離合裝置提供拉力；

所述手指離合裝置包括步進電機（29）、聯軸器（30）、帶輪（31）、皮帶（32）、鋼絲繩（33）、彈簧（34）、滑輪（35）、導向軸（36）、導向套筒（37）、軸承Ⅴ（38）；所述步進電機（29）通過聯軸器（30）帶動安裝于帶輪（31）上的皮帶（32）轉動，皮帶（32）拉動鋼絲繩（33）通過滑輪（35）拉動圓柱齒輪Ⅴ（21）在導向軸（36）上左右滑動，進而完成與圓柱齒輪Ⅳ（19）的嚙合與斷開；鋼絲繩（33）與彈簧（34）連接；圓柱齒輪Ⅴ（21）內圈與軸承Ⅴ（38）外圈過盈配合，軸承Ⅴ（38）內圈與導向套筒（37）過盈配合，導向套筒（37）內圈與導向軸（36）間隙配合。

2.根據權利要求1所述的具有適應性的仿生五指機械手，其特征在于：所述手指包括指尖（1-1）、指中（1-2）、指根（1-3）；所述指尖（1-1）由指尖上殼（1-1-1）與指尖下殼（1-1-2）通過指尖套（1-1-3）包裹固定；所述指中（1-2）由指中上殼（1-2-1）與指中下殼（1-2-2）通過指中連接板（1-2-3）連接固定，所述指根（1-3）由指根上殼（1-3-1）與指根下殼（1-3-2）通過指根連接板（1-3-3）連接固定；所述指根（1-3）近指中端有兩個指根圓柱型凹槽（1-3-5）用于安裝所述指中（1-2）一端的指中圓柱形凸臺（1-2-5），所述指尖（1-1）近指中端有一指尖圓柱型凸臺（1-1-4）用于安裝指中（1-2）另一端的指中圓柱型凹槽（1-2-6）。

3.根據權利要求1所述的具有適應性的仿生五指機械手，其特征在于：所述四指連接件（2）由四指連接件上殼（2-1）與四指連接件下殼（2-2）通過四指連接件連接板（2-3）連接固定；四指連接件上殼（2-1）與四指連接件下殼（2-2）連接的整體形成四個矩形通孔（2-4）用于安裝四個手指（1），四指連接件上殼（2-1）與四指連接件下殼（2-2）連接的整體兩側開有通孔Ⅰ（2-6）通過軸Ⅰ（43）與手掌（4）相連。

4.根據權利要求1所述的具有適應性的仿生五指機械手，其特征在于：所述拇指連接件（3）由拇指連接件上殼（3-1）與拇指連接件下殼（3-2）通過連接板（3-3）連接固定；拇指連接件上殼（3-1）與拇指連接件下殼（3-2）連接的整體上開有矩形孔（3-4）用于安裝拇手指（1），拇指連接件上殼（3-1）與拇指連接件下殼（3-2）連接的整體上開有通孔Ⅱ（3-6）通過軸Ⅱ（48）與手掌（4）相連。

5.根據權利要求1所述的具有適應性的仿生五指機械手，其特征在于：所述手指驅動裝置經指端伺服電機（5）驅動，通過齒輪與彈簧阻尼器（24）的配合，控制指中（1-2）、指尖（1-1）的聯動；

所述手指離合裝置通過步進電機（29）帶動帶輪（31）轉動，進而控制鋼絲繩（33）經滑輪（35）導向拉動圓柱齒輪Ⅴ（21）在導向軸（36）上移動，實現手指驅動裝置中圓柱齒輪Ⅴ（21）與圓柱齒輪Ⅳ（19）斷開/嚙合；

所述手掌驅動裝置由手掌內伺服電機Ⅰ（39）驅動，通過圓錐齒輪與軸的配合，帶動四指連接件（2）轉動；由手掌內伺服電機Ⅱ（44）驅動，通過圓錐齒輪與軸的配合，帶動拇指連接件（3）轉動。