一种多自由度的智能灵巧手装置

文档序号:28524970发布日期:2022-01-15 10:28阅读:134来源:国知局
一种多自由度的智能灵巧手装置

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域,尤其是涉及一种多自由度的智能灵巧手装置。


背景技术:

2.由于先天性残疾、意外事故和某些疾病,可导致人体肢体截肢。因此人们对假肢手的需求也在增加。
3.近年来嵌入式硬件技术的不断进步,工程师以人手的结构和功能为模仿对象研制假肢手,期望其能够像正常人手那样可以进行生产工作、日常生活,甚至对常用的物体进行稳定的抓握和自由的操作。目前已有多家公司制造出商品化的机器人多指灵巧手。英国shadow robot公司推出的shadow dexterous hand拥有24个自由度其中20个自由度可单独控制。德国schunk的sf5h有8个独立控制自由度,不具备接触等感知功能。2019年德国festo公司发布的一款关节结构的柔性多指灵巧手bionic softhand具有12个自由度,可通过强化学习方法模拟人手操作。
4.由于真实人手的高自由度、结构紧凑、复杂等特征,绝大多数假肢手产品都无法完美取代人手的功能,其设计和功能都是在某些特定场合和功能要求下的简化和权衡。机械传动机构的选择对于机械手设计至关重要。一方面,其决定了机械设计的难易、复杂程度以及成本,另外一方面则直接影响机械手传动的效率和可靠性。出于提高系统设计的集成性、紧凑性和降低成本、更出于简化后续运动控制的考虑,假肢手的设计往往会减少所使用电机的数目(即执行器的数目),进而形成了执行器的数目小于其自由度数目的欠驱动方案。能够精确模拟人手所有运动的全驱动方案灵巧手是未来的终极发展目标,但在现阶段的技术条件下,全驱动仿生手系统的整体集成性太差、体积太大,所需控制关节与执行器众多,缺乏抗外界冲击的柔性,因此,设计一款具备功能性的智能灵巧手,满足伤者的日常生活活动能力具有重要意义。


技术实现要素:

5.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多自由度的智能灵巧手装置。
6.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
7.本实用新型提供一种多自由度的智能灵巧手装置,包括手掌机构、拇指机构、拇指转向机构、四指伸展回收机构和手指机构。
8.其中,手指机构设置有四个,对应于食指、中指、无名指与小指。每个手指机构的结构都相近。
9.所述拇指机构连接在手掌机构上,所述拇指转向机构位于手掌机构内,并与所述拇指机构连接,用于控制所述拇指机构的转向。所述手指机构连接在手掌机构上,所述四指伸展回收机构位于手掌机构内,并与所述手指机构连接,用于控制所述手指机构的伸展回
收。
10.在本实用新型的一个实施方式中,所述拇指机构与拇指转向机构通过轴键相连,由拇指转向机构中零件的相对运动实现拇指机构整体的转向功能。
11.在本实用新型的一个实施方式中,所述拇指机构内设有拇指连杆机构、弹簧箱、电动推杆,在电动推杆的驱动下,通过拇指连杆机构的工作和弹簧箱中压缩弹簧的限位实现拇指机构一个自由度的运动;所述拇指机构与拇指转向机构相连,所述拇指转向机构内设有齿轮组基座、锥齿轮组、齿轮组、电机、连接轴、连接键、轴套等。所述拇指转向机构通过滚动轴承的底座与手掌相连。在电机的驱动下,通过滚动轴承内圈的转动实现一个自由度的转动。在另一个电机的驱动下,通过锥齿轮与锥齿轮之间的配合带动相连的拇指机构实现一个自由度的转动。四指伸展回收机构内设有直线电机、异形杆机构,带动四个手指机构实现四指的伸展回收功能;所述手指机构内设有电机、蜗杆蜗轮机构、齿轮传动组机构、手指连杆机构,所述手指机构在电机的驱动下,通过蜗轮蜗杆的配合、齿轮组的传动、连杆机构的运动实现手指机构的屈曲伸展运动。
12.在本实用新型的一个实施方式中,所述手掌机构包括掌心板、手背板、上挡板、下挡板、底侧挡板及相应配合孔柱,所述掌心板与手背板之间连接有上挡板、下挡板及底侧挡板,所述掌心板与手背板之间形成容纳所述拇指转向机构与四指伸展回收机构的空间。所述手掌机构内部为中空结构,为拇指转向机构与四指伸展回收机构的活动提供了充分的空间,同时起到位置固定作用。手掌机构其他零件主要用于对手掌进行封闭保护。手掌机构用于对智能手整体结构进行固定、封闭。
13.在本实用新型的一个实施方式中,掌心板上设有多个配合孔柱,用来实现与拇指转向机构、四指伸展回收机构的连接。
14.在本实用新型的一个实施方式中,拇指机构包括拇指第一指节、拇指第二指节、拇指第三指节、拇指连杆机构、弹簧箱、电动推杆以及拇指根连接轴。其中,拇指第一指节与拇指第二指节之间以及拇指第二指节与拇指第三指节之间通过拇指连杆机构连接,所述弹簧箱与电动推杆设置在拇指第三指节内部,所述拇指根连接轴与拇指第三指节连接,所述拇指根连接轴用于与拇指转向机构连接,以实现拇指机构与拇指转向机构的相连。
15.在本实用新型的一个实施方式中,拇指连杆机构包括拇指一二指节连杆、拇指杠杆、拇指二至三指节上部连杆及拇指二至三指节下部连杆。其中,拇指一二指节连杆一端与拇指第一指节相连,另一端与拇指杠杆的中间孔相连。拇指杠杆的两端其中一端与拇指二至三指节上部连杆的一端相连,另一端与拇指第二指节的连接柱相连,与拇指第二指节相连接的一端为拇指连杆机构在拇指第二指节上的支点。拇指二至三指节上部连杆的另一端与弹簧箱上部相连。拇指二至三指节下部连杆的一端与拇指第二指节相连,另一端与弹簧箱下部相连,所述弹簧箱内设置有压缩弹簧。
16.当电动推杆带动弹簧箱活动时,拇指二至三指节上部连杆会带动连杆机构绕支点运动,实现拇指第一指节、拇指第二指节之间的运动。当电动推杆带动弹簧箱活动时,拇指二至三指节下部连杆会被带动,实现拇指第二指节、拇指第三指节之间的运动。在电动推杆的驱动下,弹簧箱及其内部的压缩弹簧带动整个拇指连杆机构实现拇指机构三个指节的同时运动。
17.其中,拇指第一指节为末端执行器。所述拇指第一指节、拇指第二指节、拇指第三
指节通过轴连接方式与拇指连杆机构相连。
18.其中,所述拇指第二指节上还设置有盖板。
19.在本实用新型的一个实施方式中,拇指转向机构包括齿轮组基座、齿轮组、锥齿轮组、滚动轴承、拇指转向第一电机、拇指转向第二电机及轴套,所述滚动轴承的基座固定在手掌机构内,以实现手掌机构与拇指转向机构的固定。
20.在本实用新型的一个实施方式中,所述滚动轴承的基座固定在掌心板,以实现手掌机构与拇指转向机构的固定。
21.在本实用新型的一个实施方式中,所述拇指转向第一电机、齿轮组基座分别通过轴与滚动轴承相连接,所述轴设置在轴套上。
22.在本实用新型的一个实施方式中,所述齿轮组、锥齿轮组及拇指转向第二电机均安装在齿轮组基座上,所述齿轮组含有一对齿轮,所述锥齿轮组含有一对锥齿轮,所述齿轮组的一对齿轮、锥齿轮组的一对锥齿轮互相啮合,所述拇指转向第二电机与齿轮组的一个齿轮通过轴连接,另一个齿轮与一个锥齿轮同轴连接,另一个锥齿轮通过拇指根连接轴和拇指机构相连。
23.在拇指转向第一电机的驱动下,滚动轴承的内圈开始转动,齿轮组基座及其上面的零件以及拇指机构一起绕传动轴转动,实现拇指转向机构的第一个自由度的运动。在拇指转向第二电机的带动下,通过齿轮组、锥齿轮组的传递,实现拇指机构在另一个自由度上的转动。
24.在本实用新型的一个实施方式中,轴套包含多个轴套,主要起距离控制、限定位置等作用。
25.在本实用新型的一个实施方式中,所述四指伸展回收机构包括直线电机、滑块导轨、食指连杆、无名指连杆、小指连杆、食指异形杆、中指异形杆、小指异形杆、指根及指根插销。
26.在本实用新型的一个实施方式中,所述食指异形杆、中指异形杆、小指异形杆的一端都设有插销槽,通过指根插销与指根配合,其中中指异形杆同时与两个指根连接,分别对应于中指与无名指,食指异形杆与一个指根连接,对应于食指,小指异形杆与一个指根连接,对应于小指,四根指根分别与手指机构连接配合。
27.在本实用新型的一个实施方式中,食指异形杆的一端与掌心板通过轴孔连接,作为对应食指的指根转动时的支点,另一端与食指连杆连接,再由食指连杆的另一端与滑块导轨相连,形成连杆机构;中指异形杆的一端与掌心板通过轴孔连接,作为对应无名指的指根转动时的支点,同时通过插销键固定对应中指的指根的位置,另一端与无名指连杆连接,再由无名指连杆的另一端与滑块导轨相连,形成连杆机构;小指异形杆的一端与掌心板通过轴孔连接,作为对应于小指的指根转动时的支点,另一端与小指连杆连接,再由小指连杆的另一端与滑块导轨相连,形成连杆机构;所述滑块导轨与直线电机连接,所述直线电机固定在掌心板上。
28.在本实用新型的一个实施方式中,所述直线电机带动滑块导轨做推拉运动,带动三个指根异形连杆机构运动,使对应于食指的指根、对应于无名指的指根、对应于小指的指根分别绕支点旋转展开,实现四指的伸展回收功能。
29.在本实用新型的一个实施方式中,所述四指伸展回收机构中的异形连杆都设有键
槽,与四个手指机构的指根通过键连接,使手指机构跟随四指伸展回收机构运动,实现四指的内收外展运动。其中中指指根与掌心板完全固定,不随四指伸展回收机构运动。
30.在本实用新型的一个实施方式中,所述手指机构包括手指前段指节、手指中段指节、手指连杆机构、指节固定架、齿轮固定架、电机、蜗杆蜗轮机构、齿轮传动组机构及前段指节键,还包括其他配套键、轴、轴套、挡板等。
31.在本实用新型的一个实施方式中,所述手指前段指节与指节固定架之间用手指连杆机构进行轴孔连接,手指中段指节又与齿轮传动组机构之间通过手指连杆机构连接,所述电机、蜗杆蜗轮机构、齿轮传动组机构均固定在齿轮固定架上,通过键轴和轴套的固定,所述齿轮传动组机构与蜗杆蜗轮机构连接,所述电机与蜗杆蜗轮机构连接,所述电机作为手指机构的动力源。
32.在电机的驱动下,蜗杆蜗轮机构改变运动方向,依次将动力传递给齿轮传动组机构和手指连杆机构。最后由手指连杆机构带动手指前段指节和手指中段指节运动,实现手指机构的屈曲伸展运动。
33.在本实用新型的一个实施方式中,手指前段指节为末端执行器,分为左右两部分,通过前段指节键连接。
34.在本实用新型的一个实施方式中,所述齿轮固定架与四指伸展回收机构中的指根连接。
35.在本实用新型的一个实施方式中,所述手掌机构、四指伸展回收机构和四个手指机构的连接处设有孔洞。
36.与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
37.1.本实用新型的拇指机构、手指机构、四指伸展回收机构均采用连杆作为传动装置,相较于全驱动柔性的仿生手系统所需控制关节与执行器众多,抓握力难以保证等不足,本实用新型在简化后续运动控制的同时,又使灵巧手的一般功能得到保留,方便组装和维修,同时减少了动力在传递过程中的消耗。
38.2.本实用新型通过拇指转动机构中的电机带动滑动轴承和锥齿轮组,控制拇指掌指段在两个方向上的转动,增加了拇指机构的自由度,提升了整个灵巧手的功能性。拇指机构处设立的压缩弹簧实现拇指滑块的自动复位,增加了仿生手实现抓握功能的精确性。
39.3.本实用新型的手指机构采用蜗轮蜗杆与齿轮组作为传动装置,提高了设计的集成性、紧凑性,节省了手指机构末端在手掌内占用的空间,使四指伸展回收机构有充分的工作空间。
40.4.本实用新型设计的四指伸展回收机构,以中指指根为转轴,通过联动连杆的传动,实现了食指、无名指、小指的内收外展运动,结构精巧、灵活度高,提升了灵巧手的自由度,可以模拟实现的工况更多,体现了更强的仿人性。
41.5.本实用新型的每个自由度的运动都有独立的电机驱动,结构紧凑,在动态响应高的场合(如精密、高速控制时)优势显著,无论是力性抓握、精确抓握都可以实现。
附图说明
42.图1为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置的整体结构示意图;
43.图2为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中手掌机构的前视结构
示意图;
44.图3为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中手掌机构的后视结构示意图;
45.图4为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中手掌机构的侧视结构示意图;
46.图5为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中拇指机构的结构示意图;
47.图6为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中拇指转向机构的结构示意图;
48.图7为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中四指伸展回收机构的结构示意图;
49.图8为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中手指机构的主视结构示意图。
50.图9为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中手指机构的侧视剖面结构示意图一。
51.图10为本实用新型实施例1中多自由度的智能灵巧手装置中手指机构的侧视剖面结构示意图二。
52.附图标记:
53.2-手掌机构;
54.21-掌心板;22-手背板;23-上挡板;24-下挡板;25-底侧挡板;26-配合孔柱;
55.3-拇指机构;
56.31-拇指第一指节;32-拇指第二指节;33-拇指第三指节;34-拇指连杆机构;341-拇指一二指节连杆;342-拇指杠杆;343-拇指二至三指节上部连杆;344-拇指二至三指节下部连杆;35-弹簧箱;36-电动推杆;37-拇指根连接轴;
57.4-拇指转向机构;
58.41-齿轮组基座;42-齿轮组;43-锥齿轮组;44-滚动轴承;45-拇指转向第一电机;46-拇指转向第二电机;47-轴套;
59.5-四指伸展回收机构;
60.51-直线电机;52-滑块导轨;53-食指连杆;54-无名指连杆;55-小指连杆;56-食指异形杆;57-中指异形杆;58-小指异形杆;59-指根;510-指根插销;
61.6-手指机构;
62.61-手指前段指节;62-手指中段指节;63-手指连杆机构;64-指节固定架;65-齿轮固定架;66-电机;67-蜗杆蜗轮机构;68-齿轮传动组机构;69-前段指节键。
具体实施方式
63.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
64.需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
65.另外,在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
66.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是物理连接或无线通信连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
67.另外,本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
68.实施例
69.如图1所示,本实施例提供一种多自由度的智能灵巧手装置,包括手掌机构2、拇指机构3、拇指转向机构4、四指伸展回收机构5和手指机构6。
70.手指机构6设置有四个,对应于食指、中指、无名指与小指。每个手指机构的结构都相近。
71.所述拇指机构3连接在手掌机构2上,所述拇指转向机构4位于手掌机构2内,并与所述拇指机构3连接,用于控制所述拇指机构3的转向。所述手指机构6连接在手掌机构2上,所述四指伸展回收机构5位于手掌机构2内,并与所述手指机构6连接,用于控制所述手指机构6的伸展回收。
72.所述拇指机构与拇指转向机构通过轴键相连,由拇指转向机构中零件的相对运动实现拇指机构整体的转向功能。
73.所述拇指机构3内设有拇指连杆机构、弹簧箱、电动推杆,在电动推杆的驱动下,通过拇指连杆机构的工作和弹簧箱中压缩弹簧的限位实现拇指机构一个自由度的运动;所述拇指机构与拇指转向机构相连,所述拇指转向机构内设有齿轮组基座、锥齿轮组、齿轮组、电机、连接轴、连接键、轴套等。所述拇指转向机构通过滚动轴承的底座与手掌相连。在电机的驱动下,通过滚动轴承内圈的转动实现一个自由度的转动。在另一个电机的驱动下,通过锥齿轮与锥齿轮之间的配合带动相连的拇指机构实现一个自由度的转动。四指伸展回收机构内设有直线电机、异形杆机构,带动四个手指机构实现四指的伸展回收功能;所述手指机构内设有电机、蜗杆蜗轮机构、齿轮传动组机构、手指连杆机构,所述手指机构在电机的驱动下,通过蜗轮蜗杆的配合、齿轮组的传动、连杆机构的运动实现手指机构的屈曲伸展运动。
74.进一步参考图2、图3、图4,所述手掌机构2包括掌心板21、手背板22、上挡板23、下挡板24、底侧挡板25及相应配合孔柱26,
75.所述掌心板21与手背板22之间连接有上挡板23、下挡板24及底侧挡板25,所述掌心板21与手背板22之间形成容纳所述拇指转向机构4与四指伸展回收机构5的空间。所述手掌机构2内部为中空结构,为拇指转向机构4与四指伸展回收机构5的活动提供了充分的空
间,同时起到位置固定作用。手掌机构2其他零件主要用于对手掌进行封闭保护。手掌机构2用于对智能手整体结构进行固定、封闭。
76.进一步参考图2、图3,掌心板21上设有多个配合孔柱26,用来实现与拇指转向机构4、四指伸展回收机构5的连接。
77.进一步参考图5,拇指机构3包括拇指第一指节31、拇指第二指节32、拇指第三指节33、拇指连杆机构34、弹簧箱35、电动推杆36以及拇指根连接轴37。其中,拇指第一指节31与拇指第二指节32之间以及拇指第二指节32与拇指第三指节33之间通过拇指连杆机构34连接,所述弹簧箱35与电动推杆36设置在拇指第三指节33内部,所述拇指根连接轴37与拇指第三指节33连接,所述拇指根连接轴37用于与拇指转向机构4连接,以实现拇指机构3与拇指转向机构4的相连。
78.其中,拇指连杆机构34包括拇指一二指节连杆341、拇指杠杆342、拇指二至三指节上部连杆343及拇指二至三指节下部连杆344。
79.其中,拇指一二指节连杆341一端与拇指第一指节31相连,另一端与拇指杠杆342的中间孔相连。拇指杠杆342的两端其中一端与拇指二至三指节上部连杆343的一端相连,另一端与拇指第二指节32的连接柱相连,与拇指第二指节32相连接的一端为拇指连杆机构在拇指第二指节32上的支点。拇指二至三指节上部连杆343的另一端与弹簧箱35上部相连。拇指二至三指节下部连杆344的一端与拇指第二指节32相连,另一端与弹簧箱35下部相连,所述弹簧箱35内设置有压缩弹簧。
80.当电动推杆36带动弹簧箱35活动时,拇指二至三指节上部连杆343会带动连杆机构绕支点运动,实现拇指第一指节31、拇指第二指节32之间的运动。当电动推杆36带动弹簧箱35活动时,拇指二至三指节下部连杆344会被带动,实现拇指第二指节32、拇指第三指节33之间的运动。在电动推杆36的驱动下,弹簧箱35及其内部的压缩弹簧带动整个拇指连杆机构34实现拇指机构三个指节的同时运动。
81.其中,拇指第一指节为末端执行器。所述拇指第一指节、拇指第二指节、拇指第三指节通过轴连接方式与拇指连杆机构相连。
82.其中,所述拇指第二指节32上还设置有盖板。
83.进一步参考图6,拇指转向机构4包括齿轮组基座41、齿轮组42、锥齿轮组43、滚动轴承44、拇指转向第一电机45、拇指转向第二电机46及轴套47,
84.所述滚动轴承44的基座固定在手掌机构2内,以实现手掌机构2与拇指转向机构4的固定。
85.更具体的,所述滚动轴承44的基座固定在掌心板21,以实现手掌机构2与拇指转向机构4的固定。
86.所述拇指转向第一电机45、齿轮组基座41分别通过轴与滚动轴承44相连接,所述轴设置在轴套47上。
87.所述齿轮组42、锥齿轮组43及拇指转向第二电机46均安装在齿轮组基座41上,所述齿轮组42含有一对齿轮,所述锥齿轮组43含有一对锥齿轮,所述齿轮组42的一对齿轮、锥齿轮组43的一对锥齿轮互相啮合,所述拇指转向第二电机46与齿轮组42的一个齿轮通过轴连接,另一个齿轮与一个锥齿轮同轴连接,另一个锥齿轮通过拇指根连接轴37和拇指机构3相连。
88.在拇指转向第一电机45的驱动下,滚动轴承44的内圈开始转动,齿轮组基座41及其上面的零件以及拇指机构3一起绕传动轴转动,实现拇指转向机构的第一个自由度的运动。在拇指转向第二电机46的带动下,通过齿轮组42、锥齿轮组43的传递,实现拇指机构3在另一个自由度上的转动。
89.轴套47包含多个轴套,主要起距离控制、限定位置等作用。
90.进一步参考图7,所述四指伸展回收机构5包括直线电机51、滑块导轨52、食指连杆53、无名指连杆54、小指连杆55、食指异形杆56、中指异形杆57、小指异形杆58、指根59及指根插销510。
91.所述食指异形杆56、中指异形杆57、小指异形杆58的一端都设有插销槽,通过指根插销510与指根59配合,其中中指异形杆57同时与两个指根59连接,分别对应于中指与无名指,食指异形杆56与一个指根59连接,对应于食指,小指异形杆58与一个指根59连接,对应于小指,四根指根59分别与手指机构6连接配合。
92.食指异形杆56的一端与掌心板21通过轴孔连接,作为对应食指的指根转动时的支点,另一端与食指连杆53连接,再由食指连杆53的另一端与滑块导轨52相连,形成连杆机构;中指异形杆57的一端与掌心板21通过轴孔连接,作为对应无名指的指根转动时的支点,同时通过插销键固定对应中指的指根的位置,另一端与无名指连杆54连接,再由无名指连杆54的另一端与滑块导轨52相连,形成连杆机构;小指异形杆58的一端与掌心板21通过轴孔连接,作为对应于小指的指根转动时的支点,另一端与小指连杆55连接,再由小指连杆55的另一端与滑块导轨52相连,形成连杆机构;所述滑块导轨52与直线电机51连接,所述直线电机51固定在掌心板21上。
93.所述直线电机51带动滑块导轨52做推拉运动,带动三个指根异形连杆机构运动,使对应于食指的指根、对应于无名指的指根、对应于小指的指根分别绕支点旋转展开,实现四指的伸展回收功能。
94.所述四指伸展回收机构5中的异形连杆都设有键槽,与四个手指机构的指根通过键连接,使手指机构跟随四指伸展回收机构运动,实现四指的内收外展运动。其中中指指根与掌心板21完全固定,不随四指伸展回收机构5运动。
95.参考图8、图9、图10,所述手指机构6包括手指前段指节61、手指中段指节62、手指连杆机构63、指节固定架64、齿轮固定架65、电机66、蜗杆蜗轮机构67、齿轮传动组机构68及前段指节键69,还包括其他配套键、轴、轴套、挡板等。
96.所述手指前段指节61与指节固定架64之间用手指连杆机构63进行轴孔连接,手指中段指节62又与齿轮传动组机构68之间通过手指连杆机构63连接,所述电机66、蜗杆蜗轮机构67、齿轮传动组机构68均固定在齿轮固定架65上,通过键轴和轴套进行固定。
97.所述齿轮传动组机构68与蜗杆蜗轮机构67连接,所述电机66与蜗杆蜗轮机构67连接,所述电机66作为手指机构6的动力源。
98.在电机66的驱动下,蜗杆蜗轮机构67改变运动方向,依次将动力传递给齿轮传动组机构68和手指连杆机构63。最后由手指连杆机构63带动手指前段指节61和手指中段指节62运动,实现手指机构6的屈曲伸展运动。
99.其中,手指前段指节61为末端执行器,分为左右两部分,通过前段指节键69连接。
100.所述齿轮固定架65与四指伸展回收机构5中的指根59连接。
101.本实施例中,所述手掌机构、四指伸展回收机构和四个手指机构的连接处设有孔洞。
102.本实施例提供的多自由度的智能灵巧手装置,每个自由度的运动都有独立的电机驱动,结构紧凑。在不同的输入信号下可以实现手指机构不同部位之间的协调运动,无论是力性抓握还是精确抓握都可以实现,满足有需要人群的需求。
103.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本实用新型不限于上述实施例,本领域技术人员根据本实用新型的揭示,不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
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