[發明專利]仿人五指靈巧手

有效

• 申請號: 202210442685.X
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114536381B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王鵬;郝高明;張天懿;王瑛璐;沈曉飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 戴弘

本發明涉及機器人技術領域，提供一種仿人五指靈巧手，包括：手掌單元以及分別連接于所述手掌單元的大拇指、食指、中指、無名指和小指；大拇指的第一拇指關節和第三拇指關節具有回轉自由度，大拇指的第二拇指關節、第四拇指關節和第五拇指關節具有屈伸自由度；食指、中指、無名指和小指的第一手指關節具有側擺自由度，第二手指關節、第三手指關節和第四手指關節具有屈伸自由度。該仿人五指靈巧手的靈巧性不僅超越了現有的靈巧手，還能夠實現部分人手不能實現的動作。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種仿人五指靈巧手。

背景技術

仿人靈巧手是手指指數、自由度、外形和功能接近人手的機械手，能夠類似人手一樣完成抓取或操作等任務。仿人靈巧手可應用于太空環境作業，還可代替人進入毒害、輻射等危險環境作業，還可應用于工業生產、假肢、外科手術等領域。目前高度仿人靈巧手已成為機器人技術領域的研究焦點。

人手中的各個關節由不同的肌肉群驅動，可靈活獨立的運動，并且人手具有對掌運動的能力。對掌運動是指拇指尖掌面與其他各指的指尖掌面相接觸的運動，是人類在長期生產過程中進化出的特有能力，能夠使人手執行復雜的捏取動作以及使手掌適應具有復雜曲面的被操作對象。

要實現仿人五指靈巧手實現對掌運動，需要大拇指以及其他四指的各個關節具有相配合的屈伸、回轉或側擺等自由度。現有的大部分仿人靈巧手要么與人手形態差距較大，要么由于模型簡化近似及關節運動范圍等原因，尚未充分實現對掌功能，不易執行復雜的捏取動作，靈巧性與人手還具有一定差距。

發明內容

本發明提供一種仿人五指靈巧手，用以至少解決現有技術中的仿人五指靈巧手靈巧性不足的問題。

本發明提供一種仿人五指靈巧手，包括：手掌單元以及分別連接于所述手掌單元的大拇指、食指、中指、無名指和小指；

所述大拇指沿其延伸方向分布有第一拇指關節、第二拇指關節、第三拇指關節、第四拇指關節和第五拇指關節，所述第一拇指關節和所述第三拇指關節具有回轉自由度，所述第二拇指關節、所述第四拇指關節和所述第五拇指關節具有屈伸自由度；

所述食指、所述中指、所述無名指和所述小指沿其延伸方向均分布有手指基座、第一手指節、第二手指節和第三手指節，所述第一手指節與所述手指基座連接形成第一手指關節和第二手指關節，所述第二手指節與所述第一手指節可轉動連接形成第三手指關節，所述第三手指節與所述第二手指節可轉動連接形成第四手指關節；所述第一手指關節具有側擺自由度，所述第二手指關節、所述第三手指關節和所述第四手指關節具有屈伸自由度。

根據本發明提供的一種仿人五指靈巧手，所述大拇指包括拇指基座、第一拇指節、第二拇指節、第三拇指節、第四拇指節和第五拇指節，所述第一拇指節與所述拇指基座可轉動連接形成所述第一拇指關節，所述第二拇指節與所述第一拇指節可轉動連接形成所述第二拇指關節，所述第三拇指節與所述第二拇指節可轉動連接形成所述第三拇指關節，所述第四拇指節與所述第三拇指節可轉動連接形成所述第四拇指關節，所述第五拇指節與所述第四拇指節可轉動連接形成所述第五拇指關節；

所述第一拇指節的旋轉軸線與所述第二拇指節的旋轉軸線垂直相交，所述第三拇指節的旋轉軸線與所述第二拇指節的旋轉軸線垂直相交，所述第一拇指節的旋轉軸線、所述第三拇指節的旋轉軸線和所述第二拇指節的旋轉軸線相交于一點。

根據本發明提供的一種仿人五指靈巧手，還包括十字軸連接塊，所述第一手指節連接于所述十字軸連接塊，所述十字軸連接塊通過第一手指轉軸與所述手指基座可轉動連接以形成所述第一手指關節，所述十字軸連接塊通過第二手指轉軸與所述手指基座可轉動連接以形成所述第二手指關節，所述第一手指轉軸和所述第二手指轉軸的軸線垂直相交。