本發(fā)明涉及仿生機械，尤其涉及一種水下仿人靈巧手。

背景技術：

1、在水下環(huán)境中，常使用水下機器人完成水下作業(yè)，水下機器人具有一個機械臂，機械臂末端裝有末端執(zhí)行器，機械臂負責末端執(zhí)行器在水下運動，保證末端執(zhí)行器到達目標位置。

2、末端執(zhí)行器負責完成具體的水下工作，水下工作多種多樣，末端執(zhí)行器會因為水下任務的不同而不同，例如焊接、鉆孔、清洗、檢修、物體抓取、生物采樣等，按照制造材料可以分為剛性和柔性兩種，剛性的水下抓取器是當前水下機器人領域使用最廣泛的主流末端執(zhí)行器，而對于剛性的水下抓取器，其僅能通過單自由度的剛性鉗夾類的抓取器做出開合運動，完成對物體的抓取，這導致了這類剛性的水下抓取器難以對物體實現(xiàn)無損抓握，難以完成易碎物品的打撈和水生物無損采樣的工作，同時由于夾鉗結構簡單，硬度大，因此針對異形物或不規(guī)則物體，難以根據物體的形狀完成穩(wěn)定抓??；而柔性的水下抓取器目前使用較少，由于在設計過程中，需要考慮軟體材料變形能力和驅動力之間的平衡，軟體材料過多厚度過大，會導致抓取器變形能力不足，抓取力不夠，無法完成抓握動作，而驅動壓力過大軟體材料在壓力作用下會破裂，因此如何權衡抓取器的抓握力和軟體手指變形能力一直是一個問題，最后由于柔性材料自身的連續(xù)性，這就導致柔性抓取器的每根手指都具有無限多個自由度，導致無法緊缺控制抓取器。

3、對于現(xiàn)有的水下水下仿人靈巧手，有分為剛性和柔性關節(jié)兩種各有缺點，目前水下水下仿人靈巧手的驅動力來源通常來自電機，但電機的密封、抗壓能力、傳動力并不適合水下環(huán)境，現(xiàn)有通過將電機密封在抗壓腔體內，充入壓力油進行保壓，在電機的輸出軸做動密封，使用齒輪或其他傳動零件傳遞動力，還有利用防水電機進行驅動，但這些方案不能適用于深水區(qū)域，無法抵抗較大的水壓。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有水下仿生人靈巧手的驅動機構無法適應深水環(huán)境的問題，本發(fā)明提出一種水下仿人靈巧手。

2、本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明提出水下仿人靈巧手包括驅動機構，所述驅動機構，所述驅動機構包括第一安裝板、滑塊、滑桿和第二安裝板，所述第一安裝板位于所述第二安裝板頂部，所述滑塊設置于所述第一安裝板內，所述滑塊上設置有通孔，所述滑桿穿過所述通孔且兩端分別與所述第一安裝板和所述第二安裝板固定連接；

4、所述滑塊頂部和底部兩側設置有多個驅動軟體，所述驅動軟體兩端設置有第一端蓋，頂部的所述驅動軟體一端通過所述第一端蓋與所述滑塊連接，另一端通過所述第一端蓋與所述第一安裝板連接，底部的所述驅動軟體一端通過第一端蓋與所述滑塊連接，另一端通過所述第一端蓋與所述第二安裝板連接，所述驅動軟體上設置有液壓接頭；

5、所述滑塊內設置有多個鎖緊孔，每個所述鎖緊孔內設置有一個彈簧電磁鐵，所述驅動機構還包括肌腱繩組，多個所述肌腱繩組一端與所述第一安裝板連接，另一端依次穿過滑塊的鎖緊孔和第二安裝板。

6、進一步地，所述滑塊上還設置有繼電器模組，所述繼電器模組包括水密接頭和繼電器控制板，所述繼電器控制板與每個所述彈簧電磁鐵連接。

7、進一步地，所述第一安裝板上還設置有第一張緊機構和第二張緊機構，所述第一張緊機構包括第一張緊輪和設置于所述第一張緊輪兩側的第一張緊彈簧，所述第二張緊機構包括第二張緊輪和設置于所述第二張緊輪兩側的第二張緊彈簧，所述第一張緊輪設置于所述第二安裝板上并靠近中心，多個所述第二張緊輪設置于所述第二安裝板的四周，所述第一張緊輪和所述第二張緊輪通過固定板設置于所述第二安裝板上。

8、進一步地，還包括手腕組件，手腕組件包括第三安裝板和柔性驅動單元，所述第三安裝板和所述第二安裝板之間設置有多個柔性驅動單元，多個所述柔性驅動單元頂部、底部分別與所述第三安裝板、第一安裝板固定連接。

9、進一步地，所述柔性驅動單元包括中空彈性體和變形限制纖維，所述變形限制纖維纏繞至所述彈性體的外側，所述彈性體頂部和底部分別設置有第二端蓋，所述彈性體底部、頂部通過所述第二端蓋分別與所述第一安裝板和第三安裝板固定連接，所述彈性體底部還設置有液壓接口。

10、進一步地，所述手掌組件包括手掌安裝板、手背殼體和手掌殼體，所述手掌安裝板與所述第三安裝板轉動連接，所述手背殼體和手掌殼體分別固定于所述手掌安裝板的兩側。

11、進一步地，還包括手指組件，所述手指組件包括第一指關節(jié)，所述第一指關節(jié)包括第一掌骨、第一近指骨、第一中指骨和第一遠指骨，所述第一掌骨一側固定至所述手掌安裝板上，另一側通過掌指關節(jié)連接所述第一近指骨，所述第一中指骨一側通過柔性關節(jié)連接所述第一掌骨，另一側通過柔性關節(jié)連接所述第一中指骨，所述第一掌骨與第一近指骨、所述第一近指骨與所述第一中節(jié)指骨、所述第一中節(jié)指骨與第一遠節(jié)指骨之間的同一側均連接有第一復位彈簧。

12、進一步地，所述手指組件還包括第二指關節(jié)，所述第二指關節(jié)包括第一角骨、第二掌骨、第二近指骨和第二遠指骨，所述第一角骨一側固定至所述手掌安裝板上，另一側通過掌指關節(jié)與所述第二掌骨連接，所述第二近指骨一側通過柔性關節(jié)連接第二所述遠指骨，另一側通過柔性關節(jié)連接第二掌骨，所述第二近指關節(jié)與所述第二遠指關節(jié)之間、所述第二掌骨與所述第二近指骨之間的同一側通過所述第二復位彈簧連接，所述第二掌骨和所述第一角骨之間的通過位于其他所述第二復位彈簧的相鄰側的第二復位彈簧連接。

13、進一步地，所述肌腱繩組包括第一肌腱繩和第二肌腱繩，其中：

14、部分所述第一肌腱繩一端固定連接至所述第一張緊輪上，另一端依次貫所述穿鎖緊孔、所述第一安裝板、所述第三安裝板、所述手掌安裝板、所述第一掌骨、所述第一近指骨、所述第一中指骨并與所述第一遠指骨連接，或另一端依次貫穿所述穿鎖緊孔、所述第一安裝板、所述第三安裝板、所述手掌安裝板、所述第一角骨、所述第二掌骨、所述第二近指骨與所述第二遠指骨連接；

15、另一部分所述第一肌腱繩一端固定連接至所述第一張緊輪上，另一端依次貫穿所述鎖緊孔、所述第一安裝板、所述第三安裝板、所述手掌安裝板、所述第一掌骨與所述第一近指骨連接，或另一端依次貫穿所述鎖緊孔、所述第一安裝板、所述第三安裝板、所述手掌安裝板、所述第一角骨并與所述第二掌骨連接。

16、進一步地，每個所述第二張緊輪對應兩個所述第二肌腱繩，所述第二張緊輪上的兩個所述第二肌腱繩依次垂直貫穿所述鎖緊孔、所述第一安裝板并對向交叉貫穿所述第三安裝板連接至所述手掌安裝板上。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、(1)本發(fā)明提出的水下仿人靈巧手利用彈簧電磁鐵進行鎖定對應的肌腱繩組，隨后驅動軟體進行接入液體，使得滑塊滑動，并拉動對應的肌腱繩組，進而帶動肌腱繩組對應手掌組件或手指組件進行運作，來完成對物體抓取以及其他的工作，利用驅動軟體配合液壓進行拉動肌腱繩組運作，能夠適應深水區(qū)域，抵抗較大的水壓。

19、(2)本發(fā)明提出的水下仿人靈巧手具有多個自由度，能夠實現(xiàn)俯仰、偏航、旋轉、伸縮等多個自由度，且每個手指都能通過單獨的肌腱繩來進行獨立運動，能夠完成更多類型的工作。

20、(3)本發(fā)明提出的水下仿人靈巧手零件結構開敞性較好，且大多以薄殼為主，受力均勻，不需要考慮耐壓等問題，同時電器元件密封利用環(huán)氧樹脂灌封膠封閉，不會出現(xiàn)腐蝕的問題，能夠保證水下工作的可行性。

21、(4)本發(fā)明提出的水下仿人靈巧手使用柔性關節(jié)開發(fā)手指，令手指具有被動變形的能力，能夠在抓取物體的過程中自動適應物體的形狀，同時在接觸目標物體時，不會對目標物體產生損害，同時具有抗沖擊能力。

22、(5)本發(fā)明提出的水下仿人靈巧手，使用圓柱形柔性關節(jié)作為手指的掌指關節(jié)，實現(xiàn)手指的向橈尺兩側屈曲運動和向掌背兩側的彎曲伸直運動，提高了手指的靈活性，能夠完成更多類型的動作及工作。