[發明專利]帶多傳感器的仿生機器人智能動力手臂的結構和控制方法

有效

• 申請號: 202111521073.1
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114029990B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 華宏偉
• 申請（專利權）人: 華宏偉
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J9/10;B25J9/12;B25J9/16
• 代理公司: 無錫智睿風行知識產權代理事務所(普通合伙) 32631
• 代理人: 鳳婷

1.一種帶多傳感器的仿生機器人智能動力手臂的結構，包括若干個指節和若干個手指根部，其特征在于：還包括動力組和牽動組，所述牽動組的一端固定連接所述動力組，所述牽動組的另一端固定連接所述指節和所述手指根部；

所述動力組包括若干個電機（6），所述牽動組包括若干根柔性繩；

所述指節上均設有第一霍爾元件（14）和磁片（13），所述第一霍爾元件（14）通過所述磁片（13）非接觸式檢測所述指節上的壓力；

還包括CPU控制電路板，所述CPU控制電路板接收所述第一霍爾元件（14）的數據并消除所述指節之間分別受力時所述第一霍爾元件（14）存在的相互影響；

所述電機（6）的輸出端和固定端均安裝有磁環（606），還包括若干個第二霍爾元件，所述第二霍爾元件與所述磁環（606）一一對應形成編碼器以控制所述電機（6）的轉角和動態性能；

每一所述指節上均設有第一動力軸（312）和第一轉動軸（310），其中，所述指節能夠繞著所述第一轉動軸（310）彎曲，所述第一動力軸（312）能夠給對應的所述指節提供彎曲動力；所述柔性繩的一端固定在相應的所述第一動力軸（312）上，且所述柔性繩置于前一個或者前兩個所述第一動力軸（312）的下方后穿過手掌與對應所述電機（6）固定連接；所述第一轉動軸（310）上套設有扭簧（313），其中，所述扭簧（313）用于所述指節彎曲后的復位；

還包括大拇指（8），所述大拇指（8）具備大拇指連接座（801）、第一大拇指節（802）和第二大拇指節（803）；

還包括手掌，所述手掌包括一手掌板（201）和一成角度設于所述手掌板（201）上的支板（202），所述手掌板（201）上設置有滑輪（809），所述滑輪（809）通過兩個立板（808）固定住，所述支板（202）上開設有2個分散孔（205），所述第一大拇指節（802）和所述第二大拇指節（803）所對應的2個柔性繩先穿過2個所述分散孔（205），再繞過所述滑輪（809）后連接在對應的所述第一動力軸（312）；

大拇指（8）是設于所述支板（202）上的，4根手指（3）是設于手掌板（201）上的；手掌板（201）與連接塊（108）之間通過手腕軸（115）連接，支板（202）上開設有2個固定銷孔（206），其中2個電機（6）上牽引出2個第五柔性繩（55）后，2個第五柔性繩（55）的另一端通過固定銷（113）固定在2個固定銷孔（206）上，實現手腕的手腕彎曲運動；復位時通過彈性扭簧（114）進行復位；上板（102）上固定有一個墊塊（109），將這2個電機（6）的輸出端墊高使其高于其余18個電機（6）的輸出端，然后在上板（102）上通過立柱（110）固定2個擋片板（111），使得2個第五柔性繩（55）在2個擋片板（111）的下方穿過且位于其余18個電機（6）的輸出端的上方，不影響其余18個電機（6）的動作也不影響上電路板（112）的安裝；

手掌板（201）上固定有分散板（204），分散板（204）和支板（202）上均開設有若干個分散孔（205），柔性繩穿過分散孔（205）后再與電機（6）連接，4根手指（3）和1根大拇指（8）對應的分散孔（205）相互分散開，使得柔性繩能夠平滑的過渡到各個手指上；

電機（6）的電機軸（601）上固定有轉軸套（602），轉軸套（602）的外壁上沿其長軸方向開設有一凹槽（603），凹槽（603）內開設有第一通孔（604）和第二通孔（605），第一通孔（604）和第二通孔（605）貫穿轉軸套（602）和電機軸（601）設置，且第一通孔（604）和第二通孔（605）在電機軸（601）位置處是斷開的，不影響電機軸的動作；

柔性繩從第一通孔（604）中穿過，在轉軸套（602）的另一側嵌入凹槽（603）內再穿過第二通孔（605）并自然鎖緊，當電機軸（601）動作時，能夠將柔性繩卷起或者放開，以控制柔性繩的伸縮來控制相應動作關節的彎曲或者并攏。

2.根據權利要求1所述的一種帶多傳感器的仿生機器人智能動力手臂的結構，其特征在于：所述手指（3）包括與手掌軸接的連接座（301）以及通過所述第一轉動軸（310）順次連接的第一指節（302）、第二指節（303）和第三指節（304），所述第一指節（302）也通過一個所述第一轉動軸（310）連接在所述連接座（301）上；所述第一動力軸（312）設于每一所述指節靠近手掌的端部。