[发明专利]一种欠驱动仿生机械手

说明书

本发明提供一种欠驱动仿生机械手，用于在焊接过程中夹取工件，包括：手掌以及安装于手掌上的三根手指，其中，三根手指的结构相同，分别为安装于手掌一侧的长边中间位置的拇指以及安装于手掌另一侧的长边上的中指与食指，且拇指、中指以及食指呈等腰三角形状分布于手掌上，每根手指分为4节，分别为与手掌连接的手掌连接关节、与手掌连接节铰接的指根关节、与指根关节铰接的指中关节以及与指中关节铰接的指尖关节，指根关节以及指中关节均为仿偶蹄目动物根骨结构。本发明欠驱动仿生机械手，结构简单、抓取可靠，对目标物的包络性、自适应性良好，还极大地提高了鲁棒性。

技术领域

本发明属于欠驱动仿生机械领域，具体涉及一种欠驱动仿生机械手。

背景技术

目前大多数欠驱动机械手的研究聚焦在绳索或者腱的去驱动方式，而没有更多的从仿生角度思考结构的实用性。

外太空设施的维修和组装都需要用到焊接技术，在太空的微重力环境中,焊接后常常会留下一段尖锐的焊接毛刺。在宇航员抓握焊接物体时，这个毛刺很有可能会刺穿宇航服，宇航员的生命安全会受到威胁。因此，需要一种能够解决上述问题的装置。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种欠驱动仿生机械手。

本发明提供了一种欠驱动仿生机械手，用于在焊接过程中抓取工件，具有这样的特征，包括：手掌以及安装于手掌上的三根手指，其中，三根手指的结构相同，分别为安装于手掌一侧的长边中间位置的拇指以及安装于手掌另一侧的长边上的中指与食指，且拇指、中指以及食指呈等腰三角形状分布于手掌上，每根手指分为4节，分别为与手掌连接的手掌连接关节、与手掌连接关节铰接的指根关节、与指根关节铰接的指中关节以及与指中关节铰接的指尖关节，指根关节以及指中关节均为仿偶蹄目动物根骨结构。

在本发明提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，指中关节上具有指尖关节铰接点、指根关节铰接点以及连杆铰接点，且指尖关节铰接点和指根关节铰接点的连线与指根关节铰接点和连杆铰接点的连线之间的夹角为40°。

在本发明提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，指根关节上具有指中关节铰接点、手掌连接关节铰接点以及连杆铰接点，且指中关节铰接点和手掌连接关节铰接点的连线与手掌连接关节铰接点和连杆铰接点的连线之间的夹角为60°。

在本发明提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，手掌连接关节上铰接有第一连杆，指根关节上铰接有两根第二连杆，指中关节上铰接有两根第三连杆。

在本发明提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，第一连杆与两根第二连杆之间设置有两根第四连杆以及一根第五连杆，两根第四连杆的一端分别铰接于第一连杆的中间位置的两外侧，另一端分别铰接于指根关节与两根第二连杆的连接处，第五连杆的一端铰接于第一连杆的顶端，另一端铰接于两根第二连杆的顶端，第五连杆为线性弹簧。

在本发明提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，两根第二连杆与两根第三连杆之间设置有两根第六连杆以及一根第七连杆，两根第六连杆的一端分别铰接于第二连杆的四分之一处，另一端分别铰接于指中关节与两根第三连杆的连接处，第七连杆的一端铰接于第二连杆的顶端，另一端铰接于两根第三连杆的顶端，第七连杆为线性弹簧。

在本发明提供的欠驱动仿生机械手中，还可以具有这样的特征：其中，第三连杆与指尖关节之间设置有一根第八连杆，第八连杆的一端铰接于两根第三连杆的顶端，另一端铰接于指尖关节上，第八连杆为线性弹簧。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的欠驱动仿生机械手，因为三根手指呈等腰三角形状分布，所以保证了抓握力的平衡；因为每根手指均有4节，所以能够进行转动；因为指根关节以及指中关节均为仿偶蹄目动物根骨结构，所以能够实现稳定有效的抓取力。