本技術(shù)涉及機(jī)器人仿生，尤其涉及一種三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、隨著機(jī)器人的廣泛應(yīng)用發(fā)展，機(jī)器人的仿人手指結(jié)構(gòu)，仿人手指自由度比較少，導(dǎo)致仿人手指靈活度不夠，手指能實(shí)現(xiàn)的人運(yùn)作不能滿足機(jī)器的實(shí)際需求，并且由于電機(jī)對(duì)應(yīng)安裝在仿人手指的關(guān)節(jié)部位，安裝比較麻煩，并且電機(jī)的接線路比較復(fù)雜，并且容易對(duì)接線路有彎曲疲勞和磨損，造成接線路容易斷掉，出現(xiàn)故障；常用仿人手指的拉線鋼絲磨損大，斷裂維修成本高，集成度差，增加仿人手指的生產(chǎn)裝配人工成本，具有以下缺點(diǎn)：

2、不足1：自由度較少；

3、不足2：電機(jī)直接安裝在手指關(guān)節(jié)部分導(dǎo)致安裝不便，并且指節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)不可避免對(duì)電機(jī)外接線路有彎曲疲勞或磨損等；

4、不足3：結(jié)構(gòu)件復(fù)雜，加工難度大；

5、不足4：拉線式對(duì)鋼絲要求高，并且磨損大，斷裂后維修難度大，集成度底。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型提供了一種三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，采用伺服電缸電機(jī)布置在基座上，便于線路安裝，避免了指節(jié)運(yùn)動(dòng)帶來對(duì)線路的磨損，本申請集成度高，手指運(yùn)動(dòng)不依賴外部結(jié)構(gòu)件，可隨意組合多手指夾爪，損壞后手指可整體更改，減少了維修成本難度。

2、為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，包括基座、第一伺服電缸、第二伺服電缸、第三伺服電缸、搖臂、中心座、第一指節(jié)右側(cè)連桿、第一指節(jié)左側(cè)連桿、第一指節(jié)中間連桿、第二指節(jié)右側(cè)連桿、第二指節(jié)左側(cè)連桿、第二指節(jié)中間連桿和指尖部，所述基座鉸接設(shè)有第一伺服電缸、第二伺服電缸和第三伺服電缸，所述第一伺服電缸和第二伺服電缸左右對(duì)稱布置，所述第三伺服電缸位于所述指尖部的后端，所述搖臂與所述基座的上部鉸接，同時(shí)分別左右對(duì)稱鉸接所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的后端和所述第一指節(jié)右側(cè)連桿的后端。

3、優(yōu)選地，所述第一伺服電缸的推桿、所述第一指節(jié)右側(cè)連桿的前端、所述中心座的前端、所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的前端和所述第二伺服電缸的推桿相互鉸接在同一軸線上。

4、以上安裝位置實(shí)現(xiàn)第一伺服電缸的推桿和第二伺服電缸的推桿動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)第一指節(jié)靈活運(yùn)動(dòng)。

5、優(yōu)選地，所述中心座的后端鉸接第三伺服電缸推桿，所述中心座的上端鉸接所述第一指節(jié)中間連桿的下端。

6、優(yōu)選地，所述第一指節(jié)中間連桿的上端鉸接第二指節(jié)中間連桿的前端。

7、優(yōu)選地，所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的上前端、所述第二指節(jié)中間連桿的下端和所述第一指節(jié)右側(cè)連桿的上前端相互鉸接在同一軸線上。

8、以上安裝位置，這樣便于第一指節(jié)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)定位。

9、優(yōu)選地，所述第二指節(jié)左側(cè)連桿的下端、所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的上后端、所述第二指節(jié)右側(cè)連桿的上后端和第二指節(jié)右側(cè)連桿的下端相互鉸接在同一軸線上。以上安裝位置，這樣便于第二指節(jié)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)定位。

10、優(yōu)選地，所述指尖部分別與所述第二指節(jié)中間連桿的上端、所述第二指節(jié)右側(cè)連桿上端和所述第二指節(jié)左側(cè)連桿的上端鉸接。

11、優(yōu)選地，所述第一指節(jié)外殼安裝在所述第一指節(jié)右側(cè)連桿和第一指節(jié)左側(cè)連桿上，所述第二指節(jié)外殼安裝在所述第二指節(jié)右側(cè)連桿和第二指節(jié)左側(cè)連桿上。

12、第一指節(jié)外殼和第二指節(jié)外殼安裝位置，可以將保護(hù)外殼內(nèi)的第一指節(jié)右側(cè)連桿、第一指節(jié)左側(cè)連桿、第二指節(jié)右側(cè)連桿和第二指節(jié)左側(cè)連桿。

13、優(yōu)選地，所述第一伺服電缸和所述第二伺服電缸同步動(dòng)作時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一指節(jié)前后彎曲運(yùn)動(dòng)，所述第一伺服電缸和所述第二伺服電缸異步動(dòng)作時(shí)，實(shí)現(xiàn)手指左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)；所述第三伺服電缸實(shí)現(xiàn)第二指節(jié)和所述指尖部聯(lián)動(dòng)彎曲運(yùn)動(dòng)。

14、所述第一伺服電缸和第二伺服電缸同步動(dòng)作時(shí)，第一伺服電缸推桿、第二伺服電缸推桿分別帶動(dòng)第一指節(jié)右側(cè)連桿及第一指節(jié)左側(cè)連桿同步前后擺動(dòng)，從而使整個(gè)手指前后擺動(dòng)；

15、第一伺服電缸和第二伺服電缸異步動(dòng)作時(shí)，第一伺服電缸推桿和第二伺服電缸推桿出現(xiàn)高度差，使與之鉸接的第一指節(jié)右側(cè)連桿、第一指節(jié)左側(cè)連桿與中心座鉸接處出現(xiàn)高度差，帶動(dòng)搖臂左右擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手指向與中心座鉸接處較低的一側(cè)擺動(dòng)；

16、所述第三伺服電缸動(dòng)作時(shí)，第三伺服電缸推桿帶動(dòng)中心座后端上下擺動(dòng)動(dòng)作，并將動(dòng)作依次傳遞至第一指節(jié)中間連桿、第二指節(jié)中間連桿和指尖部，在第二指節(jié)右側(cè)連桿及第二指節(jié)左側(cè)連桿的作用下，使第二指節(jié)及指尖部實(shí)現(xiàn)確定聯(lián)動(dòng)彎曲動(dòng)作。

17、優(yōu)選地，所述基座、搖臂、中心座、第一指節(jié)左側(cè)連桿、第一指節(jié)右側(cè)連桿、第一指節(jié)中間連桿、第二指節(jié)左側(cè)連桿、第二指節(jié)右側(cè)連桿和第二指節(jié)中間連桿均采用薄金屬片直接沖壓成型或沖壓后經(jīng)折彎，再層疊焊接而成。

18、本實(shí)用新型的有益效果是：采用基座鉸接設(shè)有第一伺服電缸、第二伺服電缸和第三伺服電缸，所述第一伺服電缸和第二伺服電缸左右對(duì)稱布置，所述搖臂與所述基座的上部鉸接，同時(shí)分別左右對(duì)稱鉸接所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的后端和所述第一指節(jié)右側(cè)連桿的后端，電機(jī)布置在基座上，避免了指節(jié)運(yùn)動(dòng)帶來對(duì)線路得磨損，集成度高，手指運(yùn)動(dòng)不依賴外部結(jié)構(gòu)件，可隨意組合多手指夾爪，損壞后手指可整體更改，減小現(xiàn)場維修難度，加工工藝簡單，適合大批量生產(chǎn)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

19、1、本申請的大部分結(jié)構(gòu)件采用薄金屬片沖壓成型或沖壓后經(jīng)折彎、層疊點(diǎn)焊而成，加工工藝簡單，適合大批量生產(chǎn)。

20、2、采用三個(gè)伺服電缸電機(jī)布置在基座上，便于線路安裝，避免了指節(jié)運(yùn)動(dòng)帶來對(duì)線路得磨損。

21、3、本申請集成度高，手指運(yùn)動(dòng)不依賴外部結(jié)構(gòu)件，可隨意組合多手指夾爪，損壞后手指可整體更改，減小現(xiàn)場維修難度。

技術(shù)特征：

1.一種三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括基座、第一伺服電缸、第二伺服電缸、第三伺服電缸、搖臂、中心座、第一指節(jié)右側(cè)連桿、第一指節(jié)左側(cè)連桿、第一指節(jié)中間連桿、第二指節(jié)右側(cè)連桿、第二指節(jié)左側(cè)連桿、第二指節(jié)中間連桿和指尖部，所述基座鉸接設(shè)有第一伺服電缸、第二伺服電缸和第三伺服電缸，所述第一伺服電缸和第二伺服電缸左右對(duì)稱布置，所述第三伺服電缸位于所述指尖部的后端，所述搖臂與所述基座的上部鉸接，同時(shí)分別左右對(duì)稱鉸接所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的后端和所述第一指節(jié)右側(cè)連桿的后端。

2.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一伺服電缸的推桿、所述第一指節(jié)右側(cè)連桿的前端、所述中心座的前端、所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的前端和所述第二伺服電缸的推桿相互鉸接在同一軸線上。

3.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中心座的后端鉸接第三伺服電缸推桿，所述中心座的上端鉸接所述第一指節(jié)中間連桿的下端。

4.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一指節(jié)中間連桿的上端鉸接第二指節(jié)中間連桿的前端。

5.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的上前端、所述第二指節(jié)中間連桿的下端和所述第一指節(jié)右側(cè)連桿的上前端相互鉸接在同一軸線上。

6.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二指節(jié)左側(cè)連桿的下端、所述第一指節(jié)左側(cè)連桿的上后端、所述第二指節(jié)右側(cè)連桿的上后端和第二指節(jié)右側(cè)連桿的下端相互鉸接在同一軸線上。

7.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述指尖部分別與所述第二指節(jié)中間連桿的上端、所述第二指節(jié)右側(cè)連桿上端和所述第二指節(jié)左側(cè)連桿的上端鉸接。

8.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一指節(jié)右側(cè)連桿和所述第一指節(jié)左側(cè)連桿上安裝第一指節(jié)外殼，所述第二指節(jié)右側(cè)連桿和所述第二指節(jié)左側(cè)連桿上安裝第二指節(jié)外殼。

9.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一伺服電缸和所述第二伺服電缸同步動(dòng)作時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述第一指節(jié)前后彎曲運(yùn)動(dòng)，所述第一伺服電缸和所述第二伺服電缸異步動(dòng)作時(shí)，實(shí)現(xiàn)手指左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)；所述第三伺服電缸實(shí)現(xiàn)第二指節(jié)和所述指尖部聯(lián)動(dòng)彎曲運(yùn)動(dòng)。

10.如權(quán)利要求1所述的三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基座、搖臂、中心座、第一指節(jié)左側(cè)連桿、第一指節(jié)右側(cè)連桿、第一指節(jié)中間連桿、第二指節(jié)左側(cè)連桿、第二指節(jié)右側(cè)連桿和第二指節(jié)中間連桿均采用薄金屬片直接沖壓成型或沖壓后經(jīng)折彎，再層疊焊接而成。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種三自由度仿人手指結(jié)構(gòu)，采用基座鉸接設(shè)有第一伺服電缸、第二伺服電缸和第三伺服電缸，搖臂與基座的上部鉸接，同時(shí)分別左右對(duì)稱鉸接第一指節(jié)左側(cè)連桿的后端和第一指節(jié)右側(cè)連桿的后端，三個(gè)伺服電缸布置在基座上，避免了指節(jié)運(yùn)動(dòng)帶來對(duì)線路得磨損，請集成度高，手指運(yùn)動(dòng)不依賴外部結(jié)構(gòu)件，可隨意組合多手指夾爪，損壞后手指可整體更改，減小現(xiàn)場維修難度，加工工藝簡單，適合大批量生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：謝福華,張禮富,田波,王啟芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市睿研智能控制有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240418
技術(shù)公布日：2025/1/2