本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種仿生機(jī)械手和仿生機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)械手是機(jī)器人領(lǐng)域里必不可少的一部分，目前的機(jī)械手中，手指關(guān)節(jié)通常采用單一牽拉鋼絲使手指朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，再依靠彈簧或者其他彈性材料的彈力使手指恢復(fù)到初始狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)手指關(guān)節(jié)的彎曲和恢復(fù)。但是，手指關(guān)節(jié)在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，存在較大的摩擦阻、易造成磨損疲勞、彈性材料的彈性減弱甚至消失等問題，這將極大地降低機(jī)械手的工作效率及操作精度。也就是說，現(xiàn)有的機(jī)械手至少存在以下技術(shù)問題：

1.手指關(guān)節(jié)多次彎曲后，彈性材料易變形，回彈位置發(fā)生變化，手指舒張、握拳的誤差大、控制精度差；

2.鋼絲與彈性材料的配合使用只能實(shí)現(xiàn)手指向一個(gè)方向彎曲，手指的運(yùn)動(dòng)限制較大、運(yùn)動(dòng)不靈活。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種仿生機(jī)械手和仿生機(jī)器人，其旨在解決現(xiàn)有的機(jī)器人中機(jī)械手結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)不靈活且控制精度差的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型提供第一種技術(shù)方案：一種仿生機(jī)械手包括機(jī)械手指和機(jī)械手掌，還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一連接線和第二連接線，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于所述機(jī)械手掌上，所述機(jī)械手指包括第一指節(jié)、第二指節(jié)、第三指節(jié)、第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述第一指節(jié)的一端通過所述第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接于所述機(jī)械手掌上，所述第二指節(jié)的一端通過所述第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接于所述第一指節(jié)的另一端，所述第三指節(jié)的一端通過所述第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接于所述第二指節(jié)的另一端，所述第一連接線的一端連接于所述第三指節(jié)的另一端，所述第一連接線的另一端連接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第二連接線的一端連接于所述第三指節(jié)的另一端，所述第二連接線的另一端連接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第一連接線和所述第二連接線分別位于所述機(jī)械手指彎曲方向上的兩側(cè)。

進(jìn)一步地，所述第一指節(jié)、所述第二指節(jié)和所述第三指節(jié)均是中空結(jié)構(gòu)，所述第一連接線的一端和所述第二連接線的一端均連接于所述第三指節(jié)的內(nèi)部，所述第一連接線的另一端和所述第二連接線的另一端依次貫穿所述第二指節(jié)和所述第一指節(jié)、連接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述第二指節(jié)包括第一側(cè)部、第二側(cè)部和連接件，所述第一側(cè)部和所述第二側(cè)部相對設(shè)置、并通過所述連接件可拆卸連接。

進(jìn)一步地，所述第三指節(jié)的另一端開設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)置有連接桿，所述第一連接線的一端和所述第二連接線的一端均纏繞在所述連接桿上。

進(jìn)一步地，所述第三指節(jié)的另一端還設(shè)置有第一螺釘和第二螺釘，所述第一螺釘和所述第二螺釘從所述第三指節(jié)的外部貫穿至所述第三指節(jié)的內(nèi)部，所述第一螺釘在所述第三指節(jié)的內(nèi)部的一端對應(yīng)所述連接桿上的所述第一連接線，所述第二螺釘在所述第三指節(jié)的內(nèi)部的一端對應(yīng)所述連接桿上的所述第二連接線。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械手指、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、所述第一連接線和所述第二連接線的數(shù)量均為五個(gè)，一個(gè)所述機(jī)械手指由一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過一條所述第一連接線和一條所述第二連接線控制。

進(jìn)一步地，四個(gè)所述機(jī)械手指并排設(shè)置，剩余的一個(gè)所述機(jī)械手指與并排的所述機(jī)械手指相對設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述仿生機(jī)械手還包括第一擋塊和第二擋塊，所述第一擋塊和所述第二擋塊分別安裝于所述機(jī)械手掌的兩側(cè)以及四個(gè)并排的所述機(jī)械手指的兩側(cè)，用于加強(qiáng)所述機(jī)械手指與所述機(jī)械手掌的連接強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械手指、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、所述第一連接線和所述第二連接線的數(shù)量均為兩個(gè)，一個(gè)所述機(jī)械手指由一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過一條所述第一連接線和一條所述第二連接線控制，兩個(gè)所述機(jī)械手指相對設(shè)置。

本實(shí)用新型提供第二種技術(shù)方案：一種仿生機(jī)器人包括機(jī)身和機(jī)械臂，所述機(jī)械臂安裝于所述機(jī)身上，所述仿生機(jī)器人還包括上述的仿生機(jī)械手，所述仿生機(jī)械手安裝于所述機(jī)械臂上。

相比現(xiàn)有的機(jī)械手，本實(shí)用新型提供的仿生機(jī)械手的有益效果是：首先，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)牽引第一連接線和第二連接線，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手指彎曲、恢復(fù)的運(yùn)動(dòng)，并未采用彈性材料來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手指恢復(fù)的運(yùn)動(dòng)，控制簡單且控制精度高。其次，機(jī)械手指包括依次連接的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第一指節(jié)、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、第二指節(jié)、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第三指節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)靈活。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的仿生機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中機(jī)械手指的第一視角結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中機(jī)械手指的第二視角結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1中機(jī)械手指的第三視角結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-仿生機(jī)械手；110-機(jī)械手指；111-第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)112-；第一指節(jié)；113-第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；114-第二指節(jié)；1141-第一側(cè)部；1142-第二側(cè)部；1143-連接件；1144-連接孔；115-第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；116-第三指節(jié)；1161-通孔；1162-第一螺釘；1163-第二螺釘；120-第一連接線；130-第二連接線；140-驅(qū)動(dòng)電機(jī)；150-機(jī)械手掌；160-第一擋塊；170-第二擋塊。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

第一實(shí)施例

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的仿生機(jī)械手100的結(jié)構(gòu)示意圖，請參閱圖1。

本實(shí)施例提供了一種仿生機(jī)械手100。仿生機(jī)械手100包括機(jī)械手指110、第一連接線120、第二連接線130、驅(qū)動(dòng)電機(jī)140和機(jī)械手掌150。驅(qū)動(dòng)電機(jī)140安裝于機(jī)械手掌150上，一個(gè)機(jī)械手指110的一端鉸接于機(jī)械手掌150上。

機(jī)械手指110的數(shù)量為五個(gè)，四個(gè)機(jī)械手指110并排設(shè)置，剩余的一個(gè)機(jī)械手指110與并排的機(jī)械手指110相對設(shè)置。這樣，仿生機(jī)械手100的整體外形類似于人類的手形。一個(gè)機(jī)械手指110由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)140通過一條第一連接線120和一條第二連接線130控制。

仿生機(jī)械手100還包括第一擋塊160和第二擋塊170，第一擋塊160和第二擋塊170分別安裝于機(jī)械手掌150的兩側(cè)以及四個(gè)并排的機(jī)械手指110的兩側(cè)和機(jī)械手掌150的兩側(cè)，用于加強(qiáng)機(jī)械手指110與機(jī)械手掌150的連接強(qiáng)度。

容易理解的是，機(jī)械手指110、驅(qū)動(dòng)電機(jī)140、第一連接線120和第二連接線130的數(shù)量也可以均為兩個(gè)，一個(gè)機(jī)械手指110由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)140通過一條第一連接線120和一條第二連接線130控制，兩個(gè)機(jī)械手指110相對設(shè)置。這樣，兩個(gè)相對設(shè)置的機(jī)械手指110也可實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)械手100握持物件的動(dòng)作。

圖2為圖1中機(jī)械手指110的第一視角結(jié)構(gòu)示意圖，請參閱圖2。

機(jī)械手指110包括第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111、第一指節(jié)112、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)113、第二指節(jié)114、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)115和第三指節(jié)116，第一指節(jié)112的一端通過第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111連接于機(jī)械手掌150上，第二指節(jié)114的一端通過第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)113連接于第一指節(jié)112的另一端，第三指節(jié)116的一端通過第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)115連接于第二指節(jié)114的另一端，第一連接線120的一端連接于第三指節(jié)116的另一端。

第一連接線120的另一端連接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)140，第二連接線130的一端連接于第三指節(jié)116的另一端，第二連接線130的另一端連接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)140，第一連接線120和第二連接線130分別位于機(jī)械手指110彎曲方向上的兩側(cè)。

具體的，第一指節(jié)112、第二指節(jié)114和第三指節(jié)116均是中空結(jié)構(gòu)，第一連接線120的一端和第二連接線130的一端均連接于第三指節(jié)116的內(nèi)部，第一連接線120的另一端和第二連接線130的另一端依次貫穿第二指節(jié)114和第一指節(jié)112、連接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)140。

第二指節(jié)114包括第一側(cè)部1141、第二側(cè)部1142和連接件1143，第一側(cè)部1141和第二側(cè)部1142相對設(shè)置。第一側(cè)部1141和第二側(cè)部1142上開設(shè)有連接孔1144。連接件1143貫穿連接孔1144，使第一側(cè)部1141與第二側(cè)部1142可拆卸連接。這里的連接件1143可具體為螺釘，連接孔1144。這樣，便于在第一側(cè)部1141與第二側(cè)部1142之間安裝第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)113和第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)115，也便于將第一指節(jié)112和第三指節(jié)116組裝到第二指節(jié)114上。

圖3為圖1中機(jī)械手指110的第二視角結(jié)構(gòu)示意圖，請參閱圖3。

第三指節(jié)116的另一端開設(shè)有通孔1161，通孔1161內(nèi)設(shè)置有連接桿(圖中未示出)，這里的連接桿可具體為螺釘，通孔1161為螺紋孔。第一連接線120的一端和第二連接線130的一端均纏繞在連接桿上。

圖4為圖1中機(jī)械手指110的第三視角結(jié)構(gòu)示意圖，請參閱圖4。

第三指節(jié)116的另一端還設(shè)置有第一螺釘1162和第二螺釘1163，第一螺釘1162和第二螺釘1163從第三指節(jié)116的外部貫穿至第三指節(jié)116的內(nèi)部，第一螺釘1162在第三指節(jié)116的內(nèi)部的一端對應(yīng)連接桿上的第一連接線120，第二螺釘1163在第三指節(jié)116的內(nèi)部的一端對應(yīng)連接桿上的第二連接線130。這樣，旋緊第一螺釘1162和第二螺釘1163即可將第一連接線120和第二連接線130牢固地?cái)D壓在連接桿上。

容易理解的是，這里也可以采用其他形式固定第一連接線120和第二連接線130。例如，連接桿選用螺釘，并在連接桿上套設(shè)兩個(gè)螺母，兩個(gè)螺母均位于第三指節(jié)116的內(nèi)部，一個(gè)螺母與第三指節(jié)116的一側(cè)內(nèi)壁可夾緊第一連接線120，另一個(gè)螺母與第三指節(jié)116的另一側(cè)內(nèi)壁可夾緊第二連接線130。

本實(shí)施例提供的機(jī)械手指110的工作原理：

請參閱圖3，第一連接線120和第二連接線130遠(yuǎn)離機(jī)械手指110的一端分別連接在驅(qū)動(dòng)電機(jī)140的輸出軸的兩側(cè)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)140的輸出軸在圖3中沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，第一連接線120受到向下的拉力而拉動(dòng)機(jī)械手指110向第一連接線120所在的一側(cè)彎曲，第二連接線130受到向上的推力而推動(dòng)機(jī)械手指110向背離第二連接線130的一側(cè)彎曲，即帶動(dòng)第一指節(jié)112、第二指節(jié)114和第三指節(jié)116圍繞第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111的軸線沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手指110的彎曲動(dòng)作。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)140的輸出軸在圖3中沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，第一連接線120受到向上的推力而推動(dòng)機(jī)械手指110向背離第一連接線120的一側(cè)彎曲，第二連接線130受到向下的拉力而拉動(dòng)機(jī)械手指110向第二連接線130所在的一側(cè)彎曲，即帶動(dòng)第一指節(jié)112、第二指節(jié)114和第三指節(jié)116圍繞第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111的軸線沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手指110的恢復(fù)動(dòng)作。

本實(shí)施例提供的仿生機(jī)械手100中，機(jī)械手指110、驅(qū)動(dòng)電機(jī)140、第一連接線120和第二連接線130的數(shù)量均為五個(gè)，一個(gè)機(jī)械手指110由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)140通過一條第一連接線120和一條第二連接線130控制，從而可單獨(dú)控制每個(gè)機(jī)械手指110的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使仿生機(jī)械手100能夠靈活地實(shí)現(xiàn)握拳、舒張、握持等動(dòng)作。

本實(shí)施例提供的仿生機(jī)械手100，首先，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)140牽引第一連接線120和第二連接線130，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手指110彎曲、恢復(fù)的運(yùn)動(dòng)，并未采用彈性材料來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手指110恢復(fù)的運(yùn)動(dòng)，控制簡單且控制精度高。其次，機(jī)械手指110包括依次連接的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)111、第一指節(jié)112、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)113、第二指節(jié)114、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)115和第三指節(jié)116，結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)靈活。

第二實(shí)施例

本實(shí)施例提供一種仿生機(jī)器人包括機(jī)身和機(jī)械臂，機(jī)械臂安裝于機(jī)身上，仿生機(jī)器人還包括第一實(shí)施例的仿生機(jī)械手100，仿生機(jī)械手100安裝于機(jī)械臂上。

本實(shí)施例提供的仿生機(jī)器人包括第一實(shí)施例的仿生機(jī)械手100，結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡單、能夠靈活地實(shí)現(xiàn)握拳、舒張、握持等動(dòng)作且控制精度高。

以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。