灵巧手及人形机器人的制作方法

本技术涉及机器人，尤其涉及一种灵巧手及人形机器人。

背景技术：

1、灵巧手，作为人形机器人不可或缺的末端执行工具，其设计精妙地模仿了人类手部的功能与感知特性。为了驱动手指运动和采集各种感知信号，灵巧手内部及外部布设了大量的信号线和电源线。这些线缆在复杂的机械结构中穿梭，尤其是在手指的活动关节附近，极易发生缠绕现象，这不仅限制了灵巧手的运动灵活性，还可能因线缆磨损导致信号中断，进而引发碰撞事故。

技术实现思路

1、本技术提供有利于优化线束布局、提高安全性的灵巧手及人形机器人。

2、第一方面，本技术实施方式提供一种灵巧手，用于人形机器人，所述灵巧手包括手掌外壳、控制件和机械指；所述手掌外壳内部形成容置腔，所述手掌外壳还具有对接口，所述对接口与所述容置腔连通，所述手掌外壳用于在所述对接口处与腕关节结构连接；所述控制件收容于所述容置腔，所述控制件包括插接端子，所述插接端子自所述对接口外露，所述插接端子用于与所述腕关节结构的信号端子插接；所述机械指包括驱动组件和手指件，所述驱动组件部分设于所述容置腔内，并部分伸出所述手掌外壳，所述手指件位于所述手掌外壳的外部，所述驱动组件伸出所述手掌外壳的端部与所述手指件连接，以驱动所述手指件相对所述手掌外壳转动，所述驱动组件与所述控制件电连接。

3、本技术中，将驱动组件主要设置在手掌外壳内部的容置腔内，从而将大部分线缆限制在容置腔内；将与各驱动组件连接的线缆连接于控制件，并通过控制件上的插接端子与所述腕关节结构的信号端子对接，减少外露的线缆，从而减少线缆与机械运动部件（如手指关节）之间的直接接触和摩擦，不仅可以延长线缆的使用寿命，还降低了因线缆磨损导致的信号中断或故障风险。将线缆隐藏在容置腔内，避免线缆在外部杂乱无章地分布，使得灵巧手的外观更加整洁、美观。

4、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述机械指包括机械拇指和机械手指，所述容置腔内设有分隔件以将所述容置腔分隔为第一空腔和第二空腔，所述机械拇指的驱动组件设于所述第一空腔内，所述机械手指的驱动组件设于所述第二空腔内。由此，机械拇指和机械手指各自拥有独立的运动空间和工作环境，避免不同驱动组件之间的机械干涉和摩擦。

5、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述机械手指的驱动组件和所述机械拇指的驱动组件均与所述分隔件转动连接。共用分隔件减少所需的结构件数量，充分利用了灵巧手内部的有限空间，利于减小整体体积、降低重量。

6、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述手掌外壳上开设有与所述容置腔连通的第一开口；所述机械拇指的驱动组件包括第一驱动组件，所述机械拇指的手指件包括铰接座、第一指节和第二指节；所述铰接座与所述第一开口的侧壁转动连接并自所述第一开口伸出，所述第一驱动组件与所述铰接座转动连接；所述铰接座伸出于所述第一开口的一端、所述第一指节和所述第二指节依次转动连接。铰接座通过转动连接与第一开口的侧壁相连以使机械拇指在第一开口处进行一定范围的摆动。第一指节和第二指节模拟手指部分，模拟真实手指的运动轨迹和动作。

7、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一指节包括指节壳体和设于所述指节壳体内的第二驱动组件，所述指节壳体的两端分别与所述铰接座和所述第二指节转动连接，所述第二驱动组件用于驱动所述第一指节和所述第二指节转动。机械拇指与机械手指相对位置的调节、机械拇指的弯曲和伸展由不同的驱动组件驱动，实现对这些运动的独立控制；由此可以增加机械拇指的自由度，使得机械拇指能够执行更复杂的动作。并且指节壳体集成外饰、传动和收容多重功能，减少了外部空间的占用，使机械拇指整体结构更加紧凑，提高机械拇指的外观仿真度。

8、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一指节还包括与所述指节壳体内壁连接的固线件，所述固线件与所述指节壳体的内壁之间形成走线通道。从而约束第二驱动组件连接的导线的走线路径，防止导线在机械拇指运动过程中受到挤压、磨损或断裂。

9、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述铰接座内形成走线空间，所述铰接座开设有与所述走线空间连通的第一走线口和第二走线口，所述第一走线口位于所述铰接座朝向所述走线通道的一侧，所述第二走线口位于铰接座沿其转动方向的一侧。走线空间使导线能够顺畅地穿过铰接座，进入手掌外壳的容置腔内。导线被安全地包裹在走线空间内，即使在铰接座转动时也能保持稳定；走线口位置的合理设置减少线缆的弯曲和折叠次数，降低线缆受到的机械应力。

10、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述容置腔内设有两个相对布置的安装座，所述第一驱动组件的两侧与两个所述安装座一一对应地通过销轴转动连接。两个安装座形成稳定的支撑结构，导线被安全地包裹在走线空间内，即使在铰接座转动时也能保持稳定；走线口位置的合理设置减少线缆的弯曲和折叠次数，降低线缆受到的机械应力。

11、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述手掌外壳上开设有与所述容置腔连通的第二开口；所述机械手指的驱动组件包括第三驱动组件，所述机械手指的手指件包括第三指节和第四指节；所述第三指节与所述手掌外壳转动连接，所述第四指节与所述第三指节转动连接；所述第三驱动组件的部分设于所述容置腔内，所述第三驱动组件的一端自所述第二开口伸出并与所述第三指节转动连接。第三指节与手掌的连接点、第三指节与第二驱动件的连接点均在容置腔外，第三指节的安装和拆卸过程不再需要打开手掌外壳或进入其容置腔内，降低安装和拆卸的难度。

12、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述手掌外壳还包括设于所述第二开口处的连接座，所述连接座至少部分伸出所述第二开口，所述第三指节与所述连接座露出于所述第二开口的部分转动连接。连接座提供了必要的支撑力，防止了因运动而产生的过大应力直接作用于手掌外壳。

13、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述容置腔的一侧壁开设有限位槽，所述连接座设于所述限位槽内。限位槽对连接座进行限位，为连接座提供了一个精确的定位和固定空间。从而提高第三指节与手掌外壳之间的连接稳定性和位置精度，以提高机械手指进行弯曲、伸展动作时的动作精度。

14、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述手掌外壳包括基体和背壳，所述基体与所述背壳可拆卸连接以围成所述容置腔，所述手掌外壳背离所述机械指的一侧形成连接部，所述连接部用于与腕关节结构连接。通过拆卸背壳可以将容置腔外露，利于对安装于容置腔内的结构进行拆装。

15、根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述连接部包括固定环和位于所述固定环内侧的定位块，所述固定环的中空部形成所述对接口；所述固定环与用于与所述腕关节结构连接，所述定位块用于卡入所述腕关节结构上开设的定位槽。实现灵巧手与腕关节结构之间的准确对接，以防止在使用过程中发生晃动或脱落。从而实现插接端子与腕关节结构的信号端子的稳定连接。

16、第二方面，本技术实施方式还提供一种人形机器人，所述人形机器人包括第一方面所述的灵巧手。人形机器人应用上述灵巧手，能够更好的规划线缆的走线路径，减少外露线缆，从而减少线缆与机械运动部件（如手指关节）之间的直接接触和摩擦，不仅可以延长线缆的使用寿命，还降低了因线缆磨损导致的信号中断或故障风险，以保证人形机器人动作的精确度。