一种仿人机械手

本发明涉及有假肢手，具体涉及一种仿人机械手，可以实现手掌弯曲与手指外展和内收功能。

背景技术：

1、目前市场上的机械手通常采用线或者铁丝拉动关节，只能做出手指的弯曲或者伸直两个动作，不能精确控制手指的外展和内收动作，而且手掌无法实现弯曲，导致机械手的灵活性显著降低，亟待一种灵活性强，可以仿生的机械手。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的技术问题，提升手部灵活性，且易于操作、结构简单的仿人机械手，为此，本发明提供了一种仿人机械手。

2、所采用的技术方案如下：

3、一种仿人机械手，包括手掌和安装在所述手掌上的手指，所述手掌具有外壳和内壳形成的腔体，所述腔体内安装有电机i、电机ii、驱动轴i和驱动轴ii，所述电机i与所述驱动轴i形成驱动连接，所述电机ii与所述驱动轴ii形成驱动连接；所述手指中的食指、中指、无名指和小指分别通过牵引绳i与所述驱动轴i连接，用于控制所述食指、中指、无名指和小指的屈伸；所述腔体中还设有与所述食指、中指、无名指和小指对应连接的连接件，相邻两所述连接件之间还设有固定块；所述连接件包括旋转连接件和升降连接件，所述旋转连接件的一端与对应手指的根部固定连接，并套装于腔体中的铰接轴i上，所述升降连接件上设有沿手掌宽度方向设置的横向长孔，所述旋转连接件的另一端设有铰接轴ii，所述铰接轴ii呈滑动设置于所述横向长孔中；所述固定块与所述升降连接件的一端通过弹簧i连接，所述升降连接件的另一端通过牵引绳ii与所述驱动轴ii连接；控制所述牵引绳ii收放时，所述食指、中指、无名指和小指同步执行横向内收及外展运动。

4、进一步地，所述旋转连接件呈三角状，所述铰接轴i呈活动套装于所述旋转连接件的其一顶点处，所述铰接轴ii固定于所述旋转连接件的另外两顶点的其一顶点处，所述铰接轴ii置于所述横向长孔中，且与所述横向长孔呈滑动连接。

5、进一步地，与所述中指相对应的所述升降连接件以及与所述无名指相对应的所述升降连接件形成一个整体，并与设置于所述中指和无名指之间的同一所述固定块连接。

6、进一步地，在所述旋转连接件旋转方向的两外侧位置还设有限位杆，所述限位杆固定于所述腔体中，用于限定所述旋转连接件的旋转角度。

7、进一步地，所述手掌的腔体中还设有横杆，所述横杆上设有多个呈间隔设置的卡槽，各所述牵引绳ii贯穿对应的所述卡槽后与所述驱动轴ii固定连接。

8、进一步地，所述手掌包括可拆装的手掌上部分和手掌下部分，所述拇指、电机i和驱动轴i设置于所述手掌下部分，所述手掌下部分的腔体中还设有电机iii和铰接块，所述手掌上部分的腔体中还设有驱动轴iii，所述驱动轴iii垂直贯穿所述铰接块，且其两端分别与所述手掌上部分的两侧壁固定连接；所述电机iii与所述驱动轴iii形成驱动连接，用于控制所述手掌上部分与手掌下部分的弯折角度。

9、进一步地，所述驱动轴ii与所述手掌上部分的内壳之间还设有横梁，所述横梁的两端与所述手掌上部分的腔体的两侧壁固定连接，沿着所述横梁长度方向上还设有多个呈间隔设置的牵引绳支撑环，与所述驱动轴ii相对的所述手掌上部分的外壳上还设有多个呈间隔设置的穿孔件i，所述手掌下部分的外壳上还设有多个呈间隔设置的穿孔件ii，所述穿孔件i与穿孔件ii呈一一对应，各所述牵引绳i的一端与所述食指、中指、无名指和小指一一对应连接，其另一端依次经对应的所述支撑环、穿孔件i和穿孔件ii，与所述驱动轴i连接。

10、优选地，所述手掌上部分的外壳上设有两排所述的穿孔件i。

11、本发明技术方案具有如下优点：

12、a.本发明在手掌所形成的腔体中设置与食指、中指、无名指、小指采用线驱动的电机i和驱动轴i，通过控制牵引绳i控制四根手指的弯曲，同时设置电机ii、驱动轴ii、旋转连接件和升降连接件，通过控制牵引绳ii的线驱动方式使四根手指进行内收及外展，同时通过弹簧i和弹簧ii进行复位，大大提高了机械手的灵活性，且结构简单，易于控制手指动作。

13、b.本发明还在手掌所形成的腔体中设置了电机iii和驱动轴iii，通过控制手掌上部分的转动角度，使手掌也具有了一个自由度，手掌的弯折，使机械手在抓握物体时与人手的抓握位姿更为接近，且在抓握过程中与物体更为贴合，增加抓握的稳定性。

技术特征：

1.一种仿人机械手，包括手掌和安装在所述手掌上的手指，所述手掌具有外壳和内壳形成的腔体，其特征在于，所述腔体内安装有电机i、电机ii、驱动轴i和驱动轴ii，所述电机i与所述驱动轴i形成驱动连接，所述电机ii与所述驱动轴ii形成驱动连接；所述手指中的食指、中指、无名指和小指分别通过牵引绳i与所述驱动轴i连接，用于控制所述食指、中指、无名指和小指的屈伸；所述腔体中还设有与所述食指、中指、无名指和小指对应连接的连接件，相邻两所述连接件之间还设有固定块；所述连接件包括旋转连接件和升降连接件，所述旋转连接件的一端与对应手指的根部固定连接，并套装于腔体中的铰接轴i上，所述升降连接件上设有沿手掌宽度方向设置的横向长孔，所述旋转连接件的另一端设有铰接轴ii，所述铰接轴ii呈滑动设置于所述横向长孔中；所述固定块与所述升降连接件的一端通过弹簧i连接，所述升降连接件的另一端通过牵引绳ii与所述驱动轴ii连接；控制所述牵引绳ii收放时，所述食指、中指、无名指和小指同步执行横向内收及外展运动。

2.根据权利要求1所述的仿人机械手，其特征在于，所述旋转连接件呈三角状，所述铰接轴i呈活动套装于所述旋转连接件的其一顶点处，所述铰接轴ii固定于所述旋转连接件的另外两顶点的其一顶点处，所述铰接轴ii置于所述横向长孔中，且与所述横向长孔呈滑动连接。

3.根据权利要求2所述的仿人机械手，其特征在于，与所述中指相对应的所述升降连接件以及与所述无名指相对应的所述升降连接件形成一个整体，并与设置于所述中指和无名指之间的同一所述固定块连接。

4.根据权利要求3所述的仿人机械手，其特征在于，在所述旋转连接件旋转方向的两外侧位置还设有限位杆，所述限位杆固定于所述腔体中，用于限定所述旋转连接件的旋转角度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的仿人机械手，其特征在于，所述手掌的腔体中还设有横杆，所述横杆上设有多个呈间隔设置的卡槽，各所述牵引绳ii贯穿对应的所述卡槽后与所述驱动轴ii固定连接。

6.根据权利要求5所述的仿人机械手，其特征在于，所述手掌包括可拆装的手掌上部分和手掌下部分，所述拇指、电机i和驱动轴i设置于所述手掌下部分，所述手掌下部分的腔体中还设有电机iii和铰接块，所述手掌上部分的腔体中还设有驱动轴iii，所述驱动轴iii垂直贯穿所述铰接块，且其两端分别与所述手掌上部分的两侧壁固定连接；所述电机iii与所述驱动轴iii形成驱动连接，用于控制所述手掌上部分与手掌下部分的弯折角度。

7.根据权利要求6所述的仿人机械手，其特征在于，所述驱动轴ii与所述手掌上部分的内壳之间还设有横梁，所述横梁的两端与所述手掌上部分的腔体的两侧壁固定连接，沿着所述横梁长度方向上还设有多个呈间隔设置的牵引绳支撑环，与所述驱动轴ii相对的所述手掌上部分的外壳上还设有多个呈间隔设置的穿孔件i，所述手掌下部分的外壳上还设有多个呈间隔设置的穿孔件ii，所述穿孔件i与穿孔件ii呈一一对应，各所述牵引绳i的一端与所述食指、中指、无名指和小指一一对应连接，其另一端依次经对应的所述支撑环、穿孔件i和穿孔件ii，与所述驱动轴i连接。

8.根据权利要求7所述的仿人机械手，其特征在于，所述手掌上部分的外壳上设有两排所述的穿孔件i。

技术总结本发明公开了一种仿人机械手，腔体内的电机I与驱动轴I、电机II与驱动轴II、电机III与驱动轴III形成对应驱动连接；各手指通过牵引绳I与驱动轴I连接；腔体中与各手指对应连接的连接件，相邻两连接件间设有固定块；旋转连接件一端与对应手指根部固定连接，并套装在固定于腔体中的铰接轴I上，升降连接件上设有横向长孔，旋转连接件另一端设有铰接轴II，铰接轴II呈滑动设置于横向长孔中；固定块与升降连接件一端通过弹簧I连接，升降连接件另一端通过牵引绳II与驱动轴II连接；控制牵引绳II收放时，食指、中指、无名指和小指同步执行横向内收及外展运动，电机III带动驱动轴III旋转时，使手掌上下两部分产生弯曲，可显著提升手部灵活性，结构简单。技术研发人员：王宇轩,田野,祝明驰,蒋志宏受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11