仿人柔性灵巧手及其手指关节.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115781731A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202211487984.1(22)申请日2022.11.25(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人方斌孙富春宋亦旭(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201专利代理师王萌(51)Int.Cl.B25J15/00(2006.01)B25J17/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称仿人柔性灵巧手及其手指关节(57)摘要本公开实施例提供的仿人柔性灵巧手及其手指关节，手指关节包括：设有供弯折键绳穿过的键绳槽孔的指节，连接在相邻的两指节之间并设置在靠近指背侧的指节的端面上的弹簧钢片，具有向指背侧凸起的C形横截面，用于为处于向指腹侧弯折的所述指节提供第一作用力使指节复位，或者为处于向指背侧弯折的指节提供第二作用力使指节具有支持力；和设置在靠近指腹侧的指节的端面上的柱销，用于张紧弯折键绳。仿人柔性灵巧手包括手掌以及连接于手掌的若干手指，各手指内均设有所述手指关节。本公开可以实现仿人柔性灵巧手手指的弯曲，手指具有拟人化反向支撑能力，结构简单、重量小，可以完成精细抓取任务。CN115781731ACN115781731A权利要求书1/2页1.一种仿人柔性灵巧手的手指关节，其特征在于，包括：指节，所述指节上设有供弯折键绳穿过的键绳槽孔；和弹簧钢片，所述弹簧钢片连接在相邻的两所述指节之间并设置在靠近指背侧的所述指节的端面上，所述弹簧钢片具有向指背侧凸起的C形横截面，用于为处于向指腹侧弯折的所述指节提供第一作用力从而使所述指节复位，或者为处于向指背侧弯折的所述指节提供第二作用力从而使所述指节具有支持力，所述第一作用力小于所述第二作用力。2.根据权利要求1所述的手指关节，其特征在于，还包括设置在靠近指腹侧的所述指节的其中一个端面或两个端面上的柱销，用于张紧所述弯折键绳。3.根据权利要求1所述的手指关节，其特征在于，在指背侧的所述指节端面内设有用于插入所述弹簧钢片的安装孔。4.一种仿人柔性灵巧手，其特征在于，包括手掌以及分别连接于所述手掌的若干手指，各手指内均设有根据权利要求1、2或3所述的手指关节。5.一种仿人柔性灵巧手，其特征在于，包括手掌以及分别连接于所述手掌的五个手指，其中，食指、中指、无名指和小指均具有1个弯曲自由度，大拇指具有1个弯曲自由度和1个摆动自由度；所述大拇指，包括沿其延伸方向依次设置的第一拇指节、第二拇指节和第三拇指节，所述第一拇指节与所述手掌之间可转动地连接，在相邻的两拇指节之间分别设有拇指弹簧钢片，各拇指节上分别设有供拇指弯折键绳穿过的拇指键绳槽孔，在相邻拇指节正对设置的两端面的其中一端面上设置用于张紧拇指弯折键绳的拇指柱销，且所述拇指柱销与所述拇指弹簧钢片分列于拇指节的指腹侧和指背侧；所述食指、所述中指、所述无名指和所述小指，均分别包括沿手指延伸方向依次设置的第一手指节、第二手指、第三手指节和第四手指节，所述第一手指节与所述手掌固定连接，在相邻的两手指节之间分别设有手指弹簧钢片，各手指节上分别设有供手指弯折键绳穿过的手指键绳槽孔，在相邻指节正对设置的两端面的其中一端面上设置用于张紧所述手指弯折键绳的手指柱销，且所述手指柱销与所述手指弹簧钢片分列于手指节的指腹侧和指背侧；所述手掌，包括壳体，以及设置在所述壳体内的5个键绳驱动组件和1个摆动驱动组件，5个所述键绳驱动组件分别驱动所述大拇指、所述食指、所述中指、所述无名指和所述小指的弯折，所述摆动驱动组件用于驱动所述大拇指的摆动；各弹簧钢片具有向指背侧凸起的C形横截面，用于为处于向指腹侧弯折的指节提供第一作用力从而使指节复位，或者为处于向指背侧弯折的指节提供第二作用力从而使指节具有支持力，所述第一作用力小于所述第二作用力。6.根据权利要求5所述的仿人柔性灵巧手，其特征在于，所述第一拇指节为具有一定弧度且向指背侧凸起的柱状结构，所述第二拇指节和所述第三拇指节均采用直线柱状结构；各所述手指节均采用直线柱状结构。7.根据权利要求5所述的仿人柔性灵巧手，其特征在于，在相邻两指节正对设置的两端面中的另一端面上形成凸起结构，且所述凸起结构与所述弹簧钢片位于指节的同侧，所述弹簧钢片的一端插入所述凸起结构。8.根据权利要求5所述的仿人柔性灵巧手，其特征在于，所述键绳驱动组件包括第一直2CN115781731A权利要求书2/2页线电机和与所述第一直线电机的输出轴连接的滑轮组，所述弯折键绳的一端固定于所述第一直线电机的输出轴上，另一端缠绕于所述滑轮组上，再沿指根至指尖方向依次穿过各指节的键绳槽孔并由指节端面上的手指柱销张紧后固定于指尖的指节上。9.根据权利要求5所述的仿人