一种关节牵拉式仿人形机器人手.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101919755A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101919755101919755A(43)申请公布日2010.12.22(21)申请号201010239387.8(22)申请日2010.07.25(71)申请人山东科技大学地址266510山东省青岛经济技术开发区前湾港路579号山东科技大学(72)发明人江浩樊炳辉张志献孙爱芹王传江曹燕杰郑义何丽妍(51)Int.Cl.A61F2/54(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种关节牵拉式仿人形机器人手(57)摘要本发明公开了一种关节牵拉式仿人形机器人手，它包括手掌骨架和五指，所述的五指中的拇指是一个固定在手掌骨架上的、呈弯曲状的整体拇指，其余四指均由前指节、中指节和后指节通过轴连接而成，四指的后指节均连接在手掌骨架前端的一根后指节轴上；所述的手掌骨架上安装有驱动电机，驱动电机通过蜗轮副与卷扬轴传动；卷扬轴上设有四个卷扬轮，每个卷扬轮上绕有牵拉丝，四根牵拉丝的牵拉头分别经四指内侧至指节，并固定在对应的四个前指节上。本发明由单电机提供动力，蜗轮副传动，通过同轴卷扬牵拉丝，驱动手的各个指节关节转动，完成与真实手相类似的顺序开闭动作。CN10975ACN101919755ACCNN110191975501919756A权利要求书1/1页1.一种关节牵拉式仿人形机器人手，它包括手掌骨架和五指，其特征在于，所述的五指中的拇指是一个固定在手掌骨架上的、呈弯曲状的整体拇指，其余四指均由前指节、中指节和后指节通过轴连接而成，四指的后指节均连接在手掌骨架前端的一根后指节轴上；所述的手掌骨架上安装有驱动电机，驱动电机通过蜗轮副与卷扬轴传动；卷扬轴上设有四个卷扬轮，每个卷扬轮上绕有牵拉丝，四根牵拉丝的牵拉头分别经四指内侧至指节，并固定在对应的四个前指节上。2CCNN110191975501919756A说明书1/2页一种关节牵拉式仿人形机器人手技术领域[0001]本发明属于仿生机器人领域，是一种仿人形机器人的手，专门用于残疾人假肢。背景技术[0002]目前常见仿人形假肢产品的手的结构部分，有由微电机驱动，通过杠杆机构传动驱动各个手指关节的结构形式；还有由微电机驱动，通过齿轮传动驱动整体手指(四指不分)根部关节的结构形式。上述假肢的手的结构与仿人形尚有很大区别，难于精确细致地完成一个人正常生活所需要的手的功能。所以目前常见仿人形假肢产品的手的结构满足不了市场对产品性能不断提高的要求。发明内容[0003]针对前述常见仿人形假肢手的结构的不足，发明一种关节牵拉式仿人形机器人手，该手各个指关节能精确细致地完成一个人正常生活所需要的手的功能。[0004]本发明的技术方案是：一种关节牵拉式仿人形机器人手，它包括手掌骨架和五指，其特征在于，所述的五指中的拇指是一个固定在手掌骨架上的、呈弯曲状的整体拇指，其余四指均由前指节、中指节和后指节通过轴连接而成，四指的后指节均连接在手掌骨架前端的一根后指节轴上；所述的手掌骨架上安装有驱动电机，驱动电机通过蜗轮副与卷扬轴传动；卷扬轴上设有四个卷扬轮，每个卷扬轮上绕有牵拉丝，四根牵拉丝的牵拉头分别经四指内侧至指节，并固定在对应的四个前指节上。[0005]本发明工作原理是：当驱动电机通过蜗轮副传动，驱动牵拉丝卷扬轮转动，使得牵拉丝缩短并拉动四指的各个指节依次转动，即可实现整个手从平伸状态到握持状态的运动，当驱动电机反向运转即牵拉丝伸长时，各个手指在全部扭簧的作用下复位到平伸状态，在牵拉丝的拉力和扭簧的复位扭力的共同作用下，整个手的各个手指可在手指平伸和握持的范围内实现任意位置的平衡。[0006]本发明由单电机提供动力，蜗轮副传动，通过同轴卷扬牵拉丝，驱动手的各个指节关节转动，完成与真实手相类似的顺序开闭动作。本发明机构构思巧妙，手及手指运动灵活，仿生效果良好，整机结构简洁、紧凑，可靠，重量轻，可作为仿人形机器人的手推广使用。附图说明[0007]图1是本发明握持状态时的结构图；[0008]图2是本发明四指的主视图；[0009]图3是本发明四指的的俯视图；[0010]图4是本发明驱动电机及蜗轮副传动结构剖视图；[0011]图5是本发明的中指及其牵拉驱动结构剖视图。[0012]图例说明：1-前固定柱，2-小指中指节，3-牵拉丝，4-复位小扭簧，5-小指后指节，6-复位大扭簧，7-内驱动轴轴套，8-外驱动轴套，9-卷扬轮，10-卷扬轮隔套，11-手掌3CCNN110191975501919756A说明书2/2页骨架，12-后固定柱，13-蜗轮副机架，14-前指节，15-指节轴，16-逆向指节转动复位小扭簧，17-中指中指节，18-食指和无名指中指节，19-中指后指节，20-食指和无名指后指节，21-