本發(fā)明涉及機(jī)器人，特別是涉及一種機(jī)器人五指靈巧手。

背景技術(shù)：

1、靈巧手作為機(jī)器人操作和執(zhí)行動(dòng)作的末端工具，是機(jī)器人與環(huán)境互動(dòng)的關(guān)鍵部件，其性能直接影響機(jī)器人的整體工作效率和適用性。為了提升機(jī)器人的柔性與易用性，靈巧手的設(shè)計(jì)在近年來成為了機(jī)器人技術(shù)中的研究熱點(diǎn)。尤其是隨著多任務(wù)處理需求的增加，如何設(shè)計(jì)出更具適應(yīng)性和靈活性的靈巧手成為了研究的重要方向。

2、目前，傳統(tǒng)的機(jī)器人手多采用固定手掌結(jié)構(gòu)，通過放置舵機(jī)或直線驅(qū)動(dòng)器等方式實(shí)現(xiàn)靈巧手的抓取功能。然而，這類手掌設(shè)計(jì)的局限性在于其僅充當(dāng)支撐和驅(qū)動(dòng)器的承載部件，手掌本身缺乏獨(dú)立的功能性，導(dǎo)致靈巧手的適應(yīng)性和通用性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)器人五指靈巧手，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高靈活性、增強(qiáng)機(jī)器人在多樣化任務(wù)中的應(yīng)用能力。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種機(jī)器人五指靈巧手，包括手腕組件、指連接組件及手指組件；所述手腕組件上端固設(shè)有底座，所述底座上固設(shè)有光軸；所述指連接組件包括固設(shè)在所述底座上的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和依次穿設(shè)在所述光軸上的大拇指連接架、食指連接架、中指連接架、無名指連接架及小指連接架；所述中指連接架與所述光軸保持相對(duì)位置固定，且剩余各連接架均能繞所述光軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；每相鄰兩個(gè)連接架之間均設(shè)有彈性元件，所述彈性元件用于使這兩個(gè)連接架繞所述光軸的軸線呈相互遠(yuǎn)離的姿態(tài)；所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器通過拉線繩組與各連接架連接，且所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器能夠收緊所述拉線繩組，以使除所述中指連接架外的其他各連接架呈收攏狀態(tài)，在收攏狀態(tài)下，各連接架在所述光軸的軸線方向能夠重疊；所述手指組件包括多節(jié)結(jié)構(gòu)的大拇指本體、食指本體、中指本體、無名指本體及小指本體；各指本體分別通過一個(gè)連接座設(shè)置在對(duì)應(yīng)的連接架上；且各指本體均通過第一扭簧繞對(duì)應(yīng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在對(duì)應(yīng)的所述連接座上，各指本體的指腹一側(cè)均能夠繞對(duì)應(yīng)軸線自行轉(zhuǎn)動(dòng)以貼合在被抓物上，且釋放后各所述第一扭簧能夠使各自繞對(duì)應(yīng)軸線恢復(fù)初始指本體伸直狀態(tài)；所述大拇指本體、所述食指本體、所述中指本體、所述無名指本體及所述小指本體均能夠彎曲以抓取被抓物。

4、優(yōu)選的，所述拉線繩組包括第一拉線和第二拉線；所述大拇指連接架、所述食指連接架、所述無名指連接架及所述小指連接架上均設(shè)置有一個(gè)穿線孔，且所述中指連接架上設(shè)置有兩個(gè)穿線孔；所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的輸出轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置有第一線盤，所述第一拉線和所述第二拉線的一端均以相同的纏繞方向纏繞在所述第一線盤上；所述第一拉線的另一端依次穿過所述中指連接架的一個(gè)所述穿線孔、所述無名指連接架的所述穿線孔及所述小指連接架的所述穿線孔并打結(jié)；所述第二拉線的另一端依次穿過所述中指連接架的另一個(gè)所述穿線孔、所述食指連接架的所述穿線孔及所述大拇指連接架的所述穿線孔并打結(jié)。

5、優(yōu)選的，所述彈性元件為第二扭簧；位于所述中指連接架與所述無名指連接架之間的所述第二扭簧穿設(shè)在該位置的所述光軸上，該所述第二扭簧的一端扭臂固定在所述中指連接架上，且該所述第二扭簧的另一端扭臂固定在所述無名指連接架上；位于所述無名指連接架與所述小指連接架之間的所述第二扭簧穿設(shè)在該位置的所述光軸上，該所述第二扭簧的一端扭臂固定在所述無名指連接架上，且該所述第二扭簧的另一端扭臂固定在所述小指連接架上；位于所述中指連接架與所述食指連接架之間的所述第二扭簧穿設(shè)在該位置的所述光軸上，該所述第二扭簧的一端扭臂固定在所述中指連接架上，且該所述第二扭簧的另一端扭臂固定在所述食指連接架上；位于所述食指連接架與所述大拇指連接架之間的所述第二扭簧穿設(shè)在該位置的所述光軸上，該所述第二扭簧的一端扭臂固定在所述食指連接架上，且該所述第二扭簧的另一端扭臂固定在所述大拇指連接架上；在自然狀態(tài)下，各所述第二扭簧使所述大拇指連接架、所述食指連接架、所述中指連接架、所述無名指連接架及所述小指連接架的整體呈展開狀態(tài)。

6、優(yōu)選的，在所述大拇指連接架、所述食指連接架、所述中指連接架、所述無名指連接架及所述小指連接架中，每相鄰兩個(gè)連接架之間均設(shè)置有限位器；所述限位器用于限制相鄰兩個(gè)連接架中一個(gè)連接架相對(duì)于另一個(gè)連接架繞所述光軸的軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。

7、優(yōu)選的，所述大拇指本體為三節(jié)結(jié)構(gòu)；所述食指本體、所述中指本體、所述無名指本體及所述小指本體均為兩節(jié)結(jié)構(gòu)；相鄰兩個(gè)節(jié)之間均通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；且所述大拇指本體、所述食指本體、所述中指本體、所述無名指本體及所述小指本體的下端均具有基座，各所述基座分別繞對(duì)應(yīng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在對(duì)應(yīng)的所述連接座上；在自然狀態(tài)下，各指本體整體均呈伸直狀態(tài)；所述大拇指連接架、所述食指連接架、所述中指連接架、所述無名指連接架及所述小指連接架上均固定設(shè)置有一個(gè)舵機(jī)，所述舵機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置有第二線盤，所述第二線盤通過拉動(dòng)線與對(duì)應(yīng)的指本體連接，且所述第二線盤能夠通過收緊所述拉動(dòng)線使對(duì)應(yīng)的指本體呈向掌心彎曲的狀態(tài)。

8、優(yōu)選的，所述大拇指連接架包括大拇指擺動(dòng)板和大拇指連接安裝座，所述大拇指連接安裝座固定設(shè)置在所述大拇指擺動(dòng)板上；所述食指連接架包括食指擺動(dòng)板和食指連接安裝座，所述食指連接安裝座固定設(shè)置在所述食指擺動(dòng)板上；所述中指連接架包括中指擺動(dòng)板和中指連接安裝座，所述中指連接安裝座固定設(shè)置在所述中指擺動(dòng)板上；所述無名指連接架包括無名指擺動(dòng)板和無名指連接安裝座，所述無名指連接安裝座固定設(shè)置在所述無名指擺動(dòng)板上；所述小指連接架包括小指擺動(dòng)板和小指連接安裝座，所述小指連接安裝座固定設(shè)置在所述小指擺動(dòng)板上；所述大拇指擺動(dòng)板、所述食指擺動(dòng)板、所述中指擺動(dòng)板、所述無名指擺動(dòng)板及所述小指擺動(dòng)板依次穿設(shè)在所述光軸上；且所述中指擺動(dòng)板與所述底座固定連接；所述大拇指連接安裝座、所述食指連接安裝座、所述中指連接安裝座、所述無名指連接安裝座及所述小指連接安裝座上均設(shè)置有所述連接座；且所述食指連接安裝座、所述中指連接安裝座、所述無名指連接安裝座及所述小指連接安裝座對(duì)應(yīng)人體手掌的指根位置。

9、優(yōu)選的，所述食指本體包括食指遠(yuǎn)指節(jié)、食指近指節(jié)及所述基座；所述食指近指節(jié)的一端設(shè)置有第一轉(zhuǎn)動(dòng)槽，所述食指遠(yuǎn)指節(jié)通過第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)槽內(nèi)；所述食指近指節(jié)的另一端設(shè)置有第二轉(zhuǎn)動(dòng)槽，所述基座通過第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)槽內(nèi)，且所述基座繞一旋轉(zhuǎn)軸線與所述連接座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一扭簧與所述旋轉(zhuǎn)軸線同軸，且所述第一扭簧的一端與所述基座固定連接，且所述第一扭簧的另一端與所述連接座固定連接；所述第一轉(zhuǎn)軸與所述第二轉(zhuǎn)軸的軸線平行，且所述旋轉(zhuǎn)軸線與所述第二轉(zhuǎn)軸的軸線垂直；所述食指遠(yuǎn)指節(jié)內(nèi)設(shè)置有第一拉桿；所述食指近指節(jié)內(nèi)靠近所述第一轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)置有兩個(gè)平行且間隔的第二拉桿，所述食指近指節(jié)內(nèi)靠近所述第二轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)置有兩個(gè)平行且間隔的第三拉桿；對(duì)應(yīng)的所述連接座上設(shè)置有第四拉桿；所述第一拉桿、各所述第二拉桿、各所述第三拉桿的軸線均與所述第一轉(zhuǎn)軸的軸線平行，且自然狀態(tài)下，所述第四拉桿的軸線能夠與所述第二轉(zhuǎn)軸的軸線平行；所述第一拉桿和一個(gè)所述第二拉桿上連接有一個(gè)第一拉簧，所述第一拉簧位于所述第一轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離手心的一側(cè)；一個(gè)所述第三拉桿和所述第四拉桿上連接有一個(gè)第二拉簧；所述第二拉簧位于所述第二轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離手心的一側(cè)；所述拉動(dòng)線的一端固定在所述第一拉桿上，另一端依次從所述第一轉(zhuǎn)軸靠近手心的一側(cè)繞過、經(jīng)兩個(gè)所述第二拉桿之間的間隙，然后經(jīng)兩個(gè)所述第三拉桿之間的間隙，再經(jīng)所述第二轉(zhuǎn)軸靠近手心的一側(cè)繞過后纏繞在對(duì)應(yīng)的所述舵機(jī)的所述第二線盤上。

10、優(yōu)選的，所述第二線盤位于所述食指連接架靠近手心的一側(cè)，且所述食指連接架靠近手心的一側(cè)上還固定設(shè)置有導(dǎo)線支架，所述導(dǎo)線支架具有導(dǎo)線孔，來自所述第二轉(zhuǎn)軸的所述拉動(dòng)線穿過所述導(dǎo)線孔纏繞在所述第二線盤上。

11、優(yōu)選的，所述手腕組件包括手腕座和所述底座，所述底座固定設(shè)置在所述手腕座上；且所述手腕座上對(duì)應(yīng)所述大拇指連接架的位置設(shè)置有避讓槽。

12、優(yōu)選的，所述限位器包括第一限位板、第二限位板及第三限位板；所述第二限位板用于固定在一個(gè)連接架上，該連接架繞所述光軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)弧形路徑的兩端設(shè)置有所述第一限位板和所述第三限位板，所述第一限位板和所述第三限位板均固定設(shè)置在另一個(gè)連接架上。

13、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

14、本發(fā)明提供的機(jī)器人五指靈巧手，通過由穿設(shè)在光軸上的大拇指連接架、食指連接架、中指連接架、無名指連接架及小指連接架的設(shè)置，其形成手掌的各部分圍繞同一軸實(shí)現(xiàn)緊靠，并配合各彈性元件使各部分復(fù)原至展開狀態(tài)，在展開時(shí)間接為手指組件提供側(cè)擺功能，同時(shí)增大靈巧手工作空間，對(duì)大拇指和其他指的指根增加自由度和靈活性，可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的抓取控制，應(yīng)對(duì)復(fù)雜且多變的應(yīng)用場(chǎng)景；擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器通過拉線繩組與各連接架相連，只需一個(gè)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器就能實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)手指連接架的驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由于只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)，手掌具有欠驅(qū)特性；每個(gè)手指本體通過第一扭簧繞對(duì)應(yīng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在連接座上，且指腹一側(cè)能繞對(duì)應(yīng)軸線自行轉(zhuǎn)動(dòng)以貼合在被抓物上，這使得手指在抓取物體時(shí)能夠根據(jù)物體的表面形狀和受力情況自動(dòng)調(diào)整角度和姿態(tài)，使各指本體的自適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的貼合和抓取效果，提高抓取的成功率和穩(wěn)定性；釋放被抓物后，第一扭簧能夠使手指迅速恢復(fù)到初始狀態(tài)，為下一次抓取動(dòng)作做好準(zhǔn)備，保證了手指動(dòng)作的高效性和連續(xù)性，提高了機(jī)器人的工作效率；大拇指本體、食指本體、中指本體、無名指本體及小指本體采用多節(jié)結(jié)構(gòu)，使得每個(gè)手指能夠根據(jù)被抓物體的形狀進(jìn)行多關(guān)節(jié)的彎曲和調(diào)整，更好地貼合物體表面，增加與物體的接觸面積，從而提高抓取的穩(wěn)定性和可靠性，能夠抓取各種形狀不規(guī)則的物體。