本发明涉及运动模拟装置，特别涉及一种用于训练板球发球的欠驱动机械手装置。
背景技术：
1、目前，已有的板球发球机主要分为板球专用发球机以及网球等小球通用发球机两种，作用原理大多为机械结构将球直线推出，或是滚轮差速旋转将球挤压旋转飞出，触地后反弹。近年来，对于发球机械深入研究，使球可以自转，使发球效果更加接近真实训练场景。但是，由于板球形状的特殊性，击球手无法通过观察发球姿态判断击地后板球运动路径，而且已有发球机发球姿态不可控且发球姿态数量有限。因此发明一种板球发球机械手取代人工发球十分重要。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于训练板球发球的欠驱动机械手装置，通过指间联动组件来分别控制第一手指组件、第二手指组件和第三手指组件之间的联合运动，通过位于不同手指组件的手指驱动组件来单独控制单个手指组件的弯曲运动，利用拇指驱动组件控制拇指组件的外展内收，从而不仅能控制发球姿态达到完全模拟发球手发球，而且基本可以实现全部发球姿势，在完成发球动作的基础上，手指驱动组件利用一个直线驱动器腱绳驱动多个关节轮的欠驱动方案使整个装置的机械结构简化，具有质量轻体积小，操作与使用方便，智能化与集成化程度高等特点。
2、本发明提供了一种用于训练板球发球的欠驱动机械手装置，其包括手指组件、手指驱动组件、指间联动组件和拇指驱动组件；所述手指组件，其包括拇指组件、第一手指组件、第二手指组件、第三手指组件和分离式摩擦轮组件，所述第一手指组件中第一手指单元第三指节和所述第二手指组件中第二手指单元第三指节的末端分别设有分离式摩擦轮组件；所述分离式摩擦轮组件，其包括指尖微型电机、减速箱、摩擦轮壳体、第一摩擦轮连杆、第二摩擦轮连杆、摩擦轮分离体和弹簧，所述指尖微型电机的输出轴通过减速箱和所述摩擦轮壳体的中心轴连接，所述摩擦轮分离体的第一安装端和第二安装端分别与所述第一摩擦轮连杆和所述第二摩擦轮连杆的第一端连接，所述弹簧的两端分别与所述摩擦轮分离体的第三安装端和所述摩擦轮壳体的安装端连接。所述手指驱动组件，其包括第一关节轮、第一张紧轮、第二关节轮、第二张紧轮、第三关节轮、直线驱动器、连接件和转动轮，所述直线驱动器通过连接件和所述转动轮的中部连接，所述第一关节轮、所述第二关节轮和所述第三关节轮的安装端分别与第一指节和第二指节连接的销轴处、第二指节和第三指节连接的销轴处以及第三指节的销轴处，所述第一张紧轮和所述第二张紧轮分别为位于所述第一指节和所述第二指节的长孔固定端，所述转动轮通过腱绳依次将第一关节轮、第一张紧轮、第二关节轮、第二张紧轮和第三关节轮连接。所述指间联动组件，其包括第二微型电机、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第四传动齿轮、第五传动齿轮、第六传动齿轮和第七传动齿轮，所述第二微型电机的输出轴和所述第二传动齿轮的中部连接，所述第二传动齿轮通过皮带和所述第五传动齿轮的第一端连接，所述第五传动齿轮的第二端和所述第三传动齿轮的第一端连接，所述第三传动齿轮的第二端和所述第四传动齿轮的第一端连接，所述第四传动齿轮的第二端和所述第六传动齿轮的第一端连接，所述第六传动齿轮的第二端和所述第七传动齿轮连接。所述拇指驱动组件，其包括联轴器、转动转轴、第一锥齿轮、第一微型电机、第二锥齿轮、第八传动齿轮和第一传动齿轮，所述第一微型电机的输出轴通过联轴器和所述第一传动齿轮的第一端连接，所述第一传动齿轮的第二端通过第八传动齿轮和所述第一锥齿轮的第一端连接，所述第一锥齿轮的第二端和所述第二锥齿轮的第一端啮合，所述第二锥齿轮的第二端和所述转动转轴的第一安装端连接，所述转动转轴的第二安装端和所述第一安装板的第一固定端连接，所述转动转轴的第三安装端和所述拇指指根关节的第二端连接。
3、可优选的是，还包括掌心外壳、侧壳体、手背外壳、摄像模块、核心处理器、第二安装板、第三安装板、第一安装板，所述掌心外壳的第一安装端和所述侧壳体的安装端连接，所述掌心外壳的第二安装端和所述手背外壳的安装端连接，所述第二安装板和所述第三安装板分别位于所述掌心外壳的内部，所述第一安装板位于所述侧壳体的内部，所述摄像模块和所述核心处理器分别与所述第三安装板的第一固定端和第二固定端连接。
4、可优选的是，所述拇指组件包括拇指单元第一指节、拇指单元第二指节、拇指单元第三指节和拇指指根关节，所述拇指指根关节的第一端和所述拇指单元第一指节的第一端连接，所述拇指单元第一指节的第二端和所述拇指单元第二指节的第一端连接，所述拇指单元第二指节的第二端和所述拇指单元第三指节连接。
5、可优选的是，所述第一手指组件包括第一手指单元第三指节、第一手指单元第二指节、第一手指单元第一指节和第一指根关节，所述第一指根关节的第一端和所述第一手指单元第一指节的第一端连接，所述第一手指单元第一指节的第二端和所述第一手指单元第二指节的第一端连接，所述第一手指单元第二指节的第二端和所述第一手指单元第三指节连接，所述第一指根关节的第二端和所述第二安装板的第一安装端连接。
6、可优选的是，所述第二手指组件包括第二手指单元第三指节、第二手指单元第二指节、第二手指单元第一指节和第二指根关节，所述第二指根关节的第一端和所述第二手指单元第一指节的第一端连接，所述第二手指单元第一指节的第二端和所述第二手指单元第二指节的第一端连接，所述第二手指单元第二指节的第二端和所述第二手指单元第三指节连接，所述第二指根关节的第二端和所述第二安装板的第二安装端连接。
7、可优选的是，所述第三手指组件包括第三手指单元第一指节、第三手指单元第二指节、第三手指单元第三指节和第三指根关节，所述第三指根关节的第一端和所述第三手指单元第一指节的第一端连接，所述第三手指单元第一指节的第二端和所述第三手指单元第二指节的第一端连接，所述第三手指单元第二指节的第二端和所述第三手指单元第三指节连接，所述第三指根关节的第二端和所述第二安装板的第三安装端连接。
8、可优选的是，在所述手指驱动组件中，所述直线驱动器包括第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器和第四直线驱动器，所述连接件包括第四连接件、第三连接件、第二连接件和第一连接件，转动轮，其包括第一转动轮和第二转动轮。
9、可优选的是，在所述手指驱动组件中，所述第一关节轮、所述第一张紧轮、所述第二关节轮、所述第二张紧轮、所述第三关节轮和所述转动轮的运动在同一平面上，所述手指驱动组件的数量为四个，分别位于所述拇指组件、所述第一手指组件、所述第二手指组件和所述第三手指组件上。
10、可优选的是，在所述指间联动组件中，所述第二传动齿轮和所述第三安装板的固定端连接，所述第三传动齿轮、所述第四传动齿轮、所述第五传动齿轮、所述第六传动齿轮和所述第七传动齿轮的固定端分别与所述第二安装板的固定端连接。
11、本发明与现有技术相比，具有如下优点：
12、1.本发明欠驱动机械手装置由拇指组件、第一手指组件、第二手指组件和第三手指组件组成，四根手指均在直线驱动器带动下腱绳欠驱动，单一直线驱动器控制每个手指组件中三指节的弯曲，其中三指根关节处添加指间联动组件，通过第二微型电机及相关传动齿轮，实现第一与第二手指组件的分离及第三手指组件对于第二手指组件的随动，且避免手指相互碰撞，第一微型电机带动拇指绕转动转轴转动，增加灵活性。
13、2.本发明通过指尖微型电机带动分离式摩擦轮组件，通过手指与板球的接触，实现分离式摩擦轮组件的上下分离体的啮合，需要发内旋球时，控制摩擦轮转动，简化手指拨动球的动作同时实现球的内旋运动。
14、3.本发明将全部控制系统与手指驱动组件完全集成于欠驱动机械手装置的内部，减小整个欠驱动机械手装置的体积，使其大小与人手相近，更好的实现对于人手的动作模拟效果，便于受训者观察。
15、4.本发明位于机械手掌心的视觉模块具有距离测量，粗糙度识别与姿态识别等功能，识别后通过操控不同数目的电机完成对于板球特定姿态的抓取，实现不同发球姿态。
16、5.本发明采用多种复合材料制作壳体，模拟人手表面参数。