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申请/专利权人：大连大华中天科技有限公司

摘要：一种刚软耦合欠驱动灵巧手装置，属于机器人领域，包括手指、手掌、手掌连接底座和固定平台，手指包括五个结构相同的手指结构，每个手指设有三个指节和三个关节，使手指具有三个“张开闭合”的自由度。其中拇指还通过手掌上的锥齿轮机构另外增加一个“摆动”自由度。手指的指节均由软体材料制成，关节均由刚性材料制成，指节和关节依次交替粘接形成刚软耦合结构。所有手指的根部固定于手掌上，手掌通过手掌连接底座与固定平台连接。五个手指通过腱绳驱动，所有驱动系统集成于灵巧手装置内部。本发明整个手指在非结构环境下能够避免与环境发生碰撞后而损坏，增强抓取的稳定性；有利于实现指尖捏取物体；采用模块化设计思想，五个手指与手掌完全独立，加工和装配更加简洁。

主权项：1.一种刚软耦合欠驱动灵巧手装置，其特征在于，所述的刚软耦合欠驱动灵巧手装置包括手指、手掌6、手掌连接底座7和固定平台8；所述手指包括拇指1、食指2、中指3、无名指4、小指5，五个手指的结构相同，每个手指均设有三个指节和三个关节，使手指具有三个“张开闭合”的自由度，其中拇指1还通过手掌6上的锥齿轮机构另外增加一个摆动自由度；所述指节和关节依次交替粘接形成刚软耦合结构；所有手指的根部固定于手掌6上，手掌6与手掌连接底座7固接，手掌连接底座7与固定平台8固接；五个手指分别通过腱绳204驱动，驱动系统集成于灵巧手装置内部；所述食指2包括食指第一指节201、食指第二指节202、食指第三指节203、腱绳204和三个结构组成相同的近关节组件、中关节组件和远关节组件；所述近关节组件包括上外壳一205、下外壳一206、转轴一207、扭簧一208、扭簧二209、卡簧一210、卡簧二211、滑轮一212、端盖一213和端盖二214；中关节组件包括上外壳二215、下外壳二216、转轴二217、扭簧三218、扭簧四219、卡簧三220、卡簧四221、滑轮二222、端盖三223和端盖四224；远关节组件包括上外壳三225、下外壳三226、转轴三227、扭簧五228、扭簧六229、卡簧五230、卡簧六231、滑轮三232、端盖五233和端盖六234；所述的下外壳一206的端面与手掌6螺纹连接；食指第一指节201的两个端面分别与上外壳一205、下外壳二216的端面粘接，食指第二指节202的两个端面分别与上外壳二215、下外壳三226的端面粘接，食指第三指节203的端面与上外壳三225的端面粘接；所述近关节组件中，转轴一207穿过上外壳一205和下外壳一206的轴孔将二者连接起来，转轴一207上的扭簧一208和扭簧二209安装脚穿过上外壳一205和下外壳一206进而被固定，滑轮一212的位置由转轴一207上的卡簧一210和卡簧二211共同固定，转轴一207的位置则由端盖一213和端盖二214共同固定；所述中关节组件中，转轴二217穿过上外壳二215和下外壳二216的轴孔而将二者连接起来，转轴二217上的扭簧三218和扭簧四219安装脚穿过上外壳二215和下外壳二216而被固定，滑轮二222的位置由转轴二217上的卡簧三220和卡簧四221共同固定，转轴二217的位置则由端盖三223和端盖四224共同固定；所述远关节组件中，转轴三227穿过上外壳三225和下外壳三226的轴孔而将它们连接起来，转轴三227上的扭簧五228和扭簧六229安装脚穿过上外壳三225和下外壳三226而被固定，滑轮三232的位置由转轴三227上的卡簧五230和卡簧六231共同固定，转轴三227的位置由端盖五233和端盖六234共同固定；各个关节的转角范围由关节外壳的形状限定；所述的食指2中的滑轮一212、滑轮二222和滑轮三232，扭簧一208、扭簧二209、扭簧三218、扭簧四219、扭簧五228、扭簧六229和腱绳204共同组成食指2的欠驱动系统；所述腱绳204穿过各个指节、关节且绕过各滑轮，各个关节的转动由腱绳204的收缩或放松来实现；所述腱绳204的一端与手掌6连接，另一端固定于远关节组件中上外壳三225的端面上；在腱绳204驱动食指2运动的过程中，第一指节201、第二指节202只发生较小变形，当碰到物体后由于腱绳204力的作用逐渐发生大的变形；其它手指结构与食指2相同；所述的手掌6包括手掌外壳601、食指连接底座602、中指连接底座603、无名指连接底座604、小指连接底座605、拇指传动连接组件和电机固定组件；所述的电机固定组件包括第一电机606、第二电机607、第三电机608、第四电机609、第五电机610、第六电机611、端固定块一612、端固定块二613、端固定块三614、绕线槽轮一615、上固定块一616、下固定块一617；所述下固定块一617与手掌外壳601连接，上固定块一616与下固定块一617连接，各个电机分别固定在上固定块一616和下固定块一617中间，其中，用于锥齿轮传动的第六电机611由两对上固定块一616和下固定块一617固定；所述绕线槽轮一615共5个，分别通过顶丝与第一电机606、第二电机607、第三电机608、第四电机609、第五电机610的输出轴固连；所述端固定块一612上设有螺纹孔和通孔，端固定块二613和端固定块三614各有螺纹孔和通孔，其中螺纹孔用于与手掌外壳601螺纹连接，通孔用于放置绕线槽轮一615；所述食指连接底座602呈L形，水平端面设有螺纹孔用于与食指2近关节组件中的下外壳一206固定，竖直断面设有螺纹孔用于与手掌外壳601固定，且竖直端面上设有螺钉，腱绳204从下外壳一206穿出后绕过该螺钉，再穿过绕线槽轮一615上的小孔与绕线槽轮一615粘接固定；中指连接底座603、无名指连接底座604、小指连接底座605与食指连接底座602结构相同；中指3上的腱绳204以相同方式与第二电机607相连，无名指4上的腱绳204以相同方式与第三电机608相连，小指5上的腱绳204以相同方式与第四电机609相连，拇指上的腱绳204以相同方式与第五电机610相连；所述的拇指传动连接组件包括锥齿轮一618、锥齿轮二619、导线块620、定位块621、腱绳204、腱绳导管622、拇指连接底座623；所述的导线块620位于端固定块三614下方，与手掌外壳601连接，导线块620设有通孔用于导引腱绳204；腱绳204的一端固定于第五电机610的绕线槽轮一615上，绕过绕线槽轮一615后，穿过导线块620的通孔并伸出，伸入腱绳导管622中，再穿过拇指连接底座623进入拇指1的近关节组件中；所述腱绳导管622的一端粘接固连在导线块620的腱绳伸出端，另一端粘接固定在拇指连接底座623的腱绳入口处，使腱绳204在导线块620与拇指连接底座623之间的连接长度始终与腱绳导管622的长度相同；通过第五电机610的正反向转动使腱绳204收缩与放松，实现拇指1的屈曲与伸展；拇指1的摆动通过锥齿轮传动结构实现：锥齿轮一618通过顶丝与第六电机611固连，锥齿轮二619与锥齿轮一618的转轴呈135°啮合，锥齿轮二619转轴安装在定位块621上，拇指连接底座623通过顶丝固定在锥齿轮二619和定位块621之间，并与锥齿轮二619同步转动。

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