本發(fā)明涉及機械手技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種仿生機械手。

背景技術(shù)：

機器人飛速發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)4.0的核心技術(shù)之一，機械手是機器人與外界進行交互和操作的主要手段之一，起著不可替代的作用，特別是與人類的手一樣具有通用性和靈活性的靈巧手已迫在眉睫。

當前，很多文獻已經(jīng)著力于機械手方面的研究，有針對具體問題的專用機械手，也有仿人手的五指機械手；比如：北航的bh系列手、清華的th系列手。但前者是針對具體操作對象而設(shè)計的專用性機械手，脫離具體目標后無法使用，無法充當機器人手這樣一個高度仿生的部件；后者性能并不能滿足通用、靈巧等實際需求。當然，有一些研究已經(jīng)著力于仿生機械手的研究，比如國外的barretthand機械手。但是此機械手存在結(jié)構(gòu)復雜、靈活性低、通用性差、力度掌控能力差等問題，尤其是對加工工藝、材料的耐磨性要求較高、對使用年限有較高限制的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種靈活性好的機械結(jié)構(gòu)的仿生機械手。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種仿生機械手，所述仿生機械手包括機械手腕，所述機械手腕的端部設(shè)置旋轉(zhuǎn)座，所述旋轉(zhuǎn)座上設(shè)置機械手掌；所述機械手掌的端部設(shè)置的五個仿生機械手指，所述機械手掌與五個仿生機械手指構(gòu)成人體手掌形狀；

所述機械手掌靠近機械手腕處設(shè)置大拇指安裝座，大拇指安裝座上設(shè)置大拇指滑塊放置孔，大拇指滑塊放置孔內(nèi)設(shè)置大拇指曲柄滑塊；所述大拇指曲柄滑塊連接大拇指氣缸；所述大拇指氣缸的伸縮端連接大拇指模塊；

所述機械手掌遠離機械手腕端依照人體手指位置依次設(shè)置食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座和小拇指安裝座；所述食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座和小拇指安裝座分別與機械手掌鉸接；

所述食指安裝座設(shè)置食指滑塊放置孔，食指滑塊放置孔內(nèi)設(shè)置食指曲柄滑塊；所述食指曲柄滑塊連接食指氣缸；所述食指氣缸的伸縮端可轉(zhuǎn)動連接食指模塊；

所述中指安裝座設(shè)置中指滑塊放置孔，中指滑塊放置孔內(nèi)設(shè)置中指曲柄滑塊；所述中指曲柄滑塊連接中指氣缸；所述中指氣缸的伸縮端可轉(zhuǎn)動連接中指模塊；

所述無名指安裝座設(shè)置無名指滑塊放置孔，無名指滑塊放置孔內(nèi)設(shè)置無名指曲柄滑塊；所述無名指曲柄滑塊連接無名指氣缸；所述無名指氣缸的伸縮端可轉(zhuǎn)動連接無名指模塊；

所述小拇指安裝座設(shè)置小拇指滑塊放置孔，小拇指滑塊放置孔內(nèi)設(shè)置小拇指曲柄滑塊；所述小拇指曲柄滑塊連接小拇指氣缸；所述小拇指氣缸的伸縮端可轉(zhuǎn)動連接小拇指模塊；

所述食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座、小拇指安裝座分別與機械手掌可轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動方向與機械手掌的表面平行。

優(yōu)選的，所述食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座、小拇指安裝座分別在與機械手掌連接處設(shè)置圓形鉸接塊鉸接，所述圓形鉸接塊分別與設(shè)置在食指安裝座、中指安裝座、無名指安裝座、小拇指安裝座的轉(zhuǎn)動氣缸的伸縮端偏心固接；所述轉(zhuǎn)動氣缸的固定端固接在機械手掌上。

優(yōu)選的，所述大拇指模塊包括與大拇指氣缸伸縮端可轉(zhuǎn)動連接的固定塊、第一拇指節(jié)和第二拇指節(jié)，所述固定塊的外側(cè)設(shè)置大拇指彎曲氣缸，所述大拇指彎曲氣缸的伸縮端連接拇指轉(zhuǎn)動塊；所述拇指轉(zhuǎn)動塊的結(jié)構(gòu)呈船錨型，包括與固定塊轉(zhuǎn)動連接的直部、與大拇指彎曲氣缸可轉(zhuǎn)動連接的第一曲部和與大拇指第二拇指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接的第二曲部；所述第二拇指節(jié)與第一拇指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接。

優(yōu)選的，所述固定塊上設(shè)置可與其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動塊；所述轉(zhuǎn)動塊與拇指轉(zhuǎn)動塊的直部間設(shè)置鉸鏈可轉(zhuǎn)動連接；所述拇指轉(zhuǎn)動塊的第二曲部上設(shè)置月牙形轉(zhuǎn)動孔；所述第二拇指節(jié)上穿轉(zhuǎn)動軸并穿過月牙形轉(zhuǎn)動孔連接第二拇指節(jié)和第二曲部；所述第二拇指節(jié)與第一拇指節(jié)銜接處設(shè)置轉(zhuǎn)動孔；所述第一拇指節(jié)上穿轉(zhuǎn)動軸并穿過轉(zhuǎn)動孔連接第二拇指節(jié)和第一拇指節(jié)。

優(yōu)選的，所述食指模塊包括與食指氣缸伸縮端固接的第三食指節(jié)、所述第三食指節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)軸與第二食指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接；所述第二食指節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)軸與第一食指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接；所述第一食指節(jié)的側(cè)邊還設(shè)置食指推動氣缸，所述食指推動氣缸的伸縮端和第三食指節(jié)與第二食指節(jié)間的轉(zhuǎn)動軸固接；所述第二食指節(jié)還包括與第三食指節(jié)和第一食指節(jié)固接的食指回位塊。

優(yōu)選的，所述中指模塊包括與中指活塞伸縮端固接的第三中指節(jié)、所述第三中指節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)軸與第二中指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接；所述第二中指節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)軸與第一中指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接；所述第一中指節(jié)的側(cè)邊還設(shè)置中指推動氣缸，所述中指推動氣缸的伸縮端和第三中指節(jié)與第二中指節(jié)間的轉(zhuǎn)動軸固接；所述第二中指節(jié)還包括與第三中指節(jié)和第一中指節(jié)固接的中指回位塊。

優(yōu)選的，所述無名指模塊包括與無名指氣缸伸縮端固接的第三無名指節(jié)、所述第三無名指節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)軸與第二無名指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接；所述第二無名指節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)軸與第一無名指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接；所述第一無名指節(jié)的側(cè)邊還設(shè)置無名指推動氣缸，所述無名指推動氣缸的伸縮端和第三無名指節(jié)與第二無名指節(jié)間的轉(zhuǎn)動軸固接；所述第二無名指節(jié)還包括與第三無名指節(jié)和第一無名指節(jié)固接的無名指回位塊。

優(yōu)選的，所述小拇指模塊包括與小拇指氣缸伸縮端固接的第三小拇指節(jié)、所述第三小拇指節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)軸與第二小拇指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接；所述第二小拇指節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)軸與第一小拇指節(jié)可轉(zhuǎn)動連接；所述第一小拇指節(jié)的側(cè)邊還設(shè)置小拇指推動氣缸，所述小拇指推動氣缸的伸縮端和第三小拇指節(jié)與第二小拇指節(jié)間的轉(zhuǎn)動軸固接；所述第二小拇指節(jié)還包括與第三小拇指節(jié)和第一小拇指節(jié)固接的小拇指回位塊。

優(yōu)選的，所述第一拇指節(jié)的端部設(shè)置向機械手掌掌心方向隆起的拇指凸塊；所述第三食指節(jié)的端部設(shè)置向機械手掌掌心方向隆起的食指凸塊；所述第三中指節(jié)的端部設(shè)置向機械手掌掌心方向隆起的中指凸塊；所述第三無名指節(jié)的端部設(shè)置向機械手掌掌心方向隆起的無名指凸塊；所述第三小拇指節(jié)的端部設(shè)置向機械手掌掌心方向隆起的小拇指凸塊。

優(yōu)選的，所述仿生機械手的構(gòu)成部件的材料為鋁合金或工程塑料。

本發(fā)明采用仿人手的五指機械手的機械結(jié)構(gòu)仿生模擬構(gòu)成，其靈活度高，抓取力強，可以采用鋁合金材料、工程塑料制成工業(yè)成品。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種仿生機械手的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、機械手腕，2、旋轉(zhuǎn)座，3、機械手掌，4、大拇指安裝座，5、大拇指滑塊放置孔，6、曲柄滑塊，7、大拇指氣缸，8、大拇指模塊，9、食指安裝座，10、中指安裝座、11.無名指安裝座、12.小拇指安裝座、13.圓形鉸接塊、14.轉(zhuǎn)動氣缸、15.固定塊、16.鉸鏈、17.轉(zhuǎn)動軸、20.食指模塊、21.食指滑塊放置孔、22.食指曲柄滑塊、23.食指氣缸、30.中指模塊、31.中指滑塊放置孔、32.中指曲柄滑塊、33.中指氣缸、40.無名指模塊、41.無名指滑塊放置孔、42.無名指曲柄滑塊、43.無名指活塞、50.小拇指模塊、51.小拇指滑塊放置孔、52.小拇指曲柄滑塊、53.小拇指活塞、81.第一拇指節(jié)、82.第二拇指節(jié)、83.拇指轉(zhuǎn)動塊、84.轉(zhuǎn)動孔、85.大拇指彎曲氣缸、201.第一食指節(jié)、202.第二食指節(jié)、203.第三食指節(jié)、204.轉(zhuǎn)軸、205.推動活塞、206.食指回位塊、207.食指凸塊、301.第一中指節(jié)、302.第二中指節(jié)、303.第三中指節(jié)、304.中指轉(zhuǎn)軸、305.中指推動氣缸、306.中指回位塊、307.中指凸塊、401.第一無名指節(jié)、402.第二無名指節(jié)、403.第三無名指節(jié)、404.無名指轉(zhuǎn)軸、405.無名指推動氣缸、406.無名指回位塊、407.無名指凸塊、501.第一小拇指節(jié)、502.第二小拇指節(jié)、503.第三小拇指節(jié)、504.小拇指轉(zhuǎn)軸、505.小拇指推動氣缸、506.小拇指回位塊、507.小拇指凸塊、811.拇指凸塊、831.直部、832.第一曲部、833.第二曲部、834.月牙形轉(zhuǎn)動孔。

具體實施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。

下面結(jié)合附圖1詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式：種仿生機械手，所述仿生機械手包括機械手腕1，所述機械手腕1的端部設(shè)置旋轉(zhuǎn)座2，所述旋轉(zhuǎn)座2上設(shè)置機械手掌3；所述機械手掌3的端部設(shè)置的五個仿生機械手指，所述機械手掌3與五個仿生機械手指構(gòu)成人體手掌形狀；所述機械手掌3靠近機械手腕1處設(shè)置大拇指安裝座4，大拇指安裝座4上設(shè)置大拇指滑塊放置孔5，大拇指滑塊放置孔5內(nèi)設(shè)置大拇指曲柄滑塊6；所述大拇指曲柄滑塊6連接大拇指氣缸7；所述大拇指氣缸7的伸縮端連接大拇指模塊8；所述機械手掌3遠離機械手腕1端依照人體手指位置依次設(shè)置食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11和小拇指安裝座12；所述食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11和小拇指安裝座12分別與機械手掌3鉸接；所述食指安裝座9設(shè)置食指滑塊放置孔21，食指滑塊放置孔21內(nèi)設(shè)置食指曲柄滑塊22；所述食指曲柄滑塊22連接食指氣缸23；所述食指氣缸23的伸縮端可轉(zhuǎn)動連接食指模塊20；所述中指安裝座10設(shè)置中指滑塊放置孔31，中指滑塊放置孔31內(nèi)設(shè)置中指曲柄滑塊32；所述中指曲柄滑塊32連接中指氣缸33；所述中指活塞33的伸縮端可轉(zhuǎn)動連接中指模塊30；所述無名指安裝座11設(shè)置無名指滑塊放置孔41，無名指滑塊放置孔41內(nèi)設(shè)置無名指曲柄滑塊42；所述無名指曲柄滑塊42連接無名指氣缸43；所述無名指氣缸43的伸縮端可轉(zhuǎn)動連接無名指模塊40；所述小拇指安裝座12設(shè)置小拇指滑塊放置孔51，小拇指滑塊放置孔51內(nèi)設(shè)置小拇指曲柄滑塊52；所述小拇指曲柄滑塊52連接小拇指氣缸53；所述小拇指氣缸53的伸縮端可轉(zhuǎn)動連接小拇指模塊50；所述食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11、小拇指安裝座12分別與機械手掌3可轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動方向與機械手掌3的表面平行。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11、小拇指安裝座12分別在與機械手掌3連接處設(shè)置圓形鉸接塊13鉸接，所述圓形鉸接塊13分別與設(shè)置在食指安裝座9、中指安裝座10、無名指安裝座11、小拇指安裝座12的轉(zhuǎn)動氣缸14的伸縮端偏心固接；所述轉(zhuǎn)動氣缸14的固定端固接在機械手掌3上。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，大拇指模塊8包括與大拇指氣缸7伸縮端可轉(zhuǎn)動連接的固定塊15、第一拇指節(jié)81和第二拇指節(jié)82，所述固定塊15的外側(cè)設(shè)置大拇指彎曲氣缸85，所述大拇指彎曲氣缸85的伸縮端連接拇指轉(zhuǎn)動塊83；所述拇指轉(zhuǎn)動塊83的結(jié)構(gòu)呈船錨型，包括與固定塊15轉(zhuǎn)動連接的直部831、與大拇指彎曲氣缸85可轉(zhuǎn)動連接的第一曲部832和與大拇指第二拇指節(jié)82可轉(zhuǎn)動連接的第二曲部833；所述第二拇指節(jié)82與第一拇指節(jié)81可轉(zhuǎn)動連接。固定塊15上設(shè)置可與其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動塊84；所述轉(zhuǎn)動塊84與拇指轉(zhuǎn)動塊83的直部831間設(shè)置鉸鏈16可轉(zhuǎn)動連接，拇指轉(zhuǎn)動塊83的第二曲部833上設(shè)置月牙形轉(zhuǎn)動孔834；所述第二拇指節(jié)82上穿轉(zhuǎn)動軸17并穿過月牙形轉(zhuǎn)動孔連接第二拇指節(jié)82和第二曲部833；所述第二拇指節(jié)82與第一拇指節(jié)81銜接處設(shè)置轉(zhuǎn)動孔834；所述第一拇指節(jié)81上穿轉(zhuǎn)動軸17并穿過月牙形轉(zhuǎn)動孔834連接第二拇指節(jié)82和第一拇指節(jié)81。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，食指模塊20包括與食指氣缸23伸縮端固接的第三食指節(jié)203、所述第三食指節(jié)203的另一端通過食指轉(zhuǎn)軸204與第二食指節(jié)202可轉(zhuǎn)動連接；所述第二食指節(jié)202的另一端通過食指轉(zhuǎn)軸204與第一食指節(jié)201可轉(zhuǎn)動連接。所述第一食指節(jié)201的側(cè)邊還設(shè)置食指推動氣缸205，所述食指推動氣缸205的伸縮端和第三食指節(jié)203與第二食指節(jié)202間的食指轉(zhuǎn)軸204固接。所述第二食指節(jié)202還包括與第三食指節(jié)203和第一食指節(jié)201固接的食指回位塊206。

中指模塊30包括與中指氣缸33伸縮端固接的第三中指節(jié)303、所述第三中指節(jié)303的另一端通過中指轉(zhuǎn)軸204與第二中指節(jié)302可轉(zhuǎn)動連接；所述第二中指節(jié)302的另一端通過中指轉(zhuǎn)軸204與第一中指節(jié)301可轉(zhuǎn)動連接；所述第一中指節(jié)301的側(cè)邊還設(shè)置中指推動活塞305，所述中指推動活塞305的伸縮端和第三中指節(jié)303與第二中指節(jié)302間的中指轉(zhuǎn)軸204固接；所述第二中指節(jié)302還包括與第三中指節(jié)303和第一中指節(jié)301固接的中指回位塊306。

無名指模塊40包括與無名指氣缸43伸縮端固接的第三無名指節(jié)403、所述第三無名指節(jié)403的另一端通過轉(zhuǎn)軸404與第二無名指節(jié)402可轉(zhuǎn)動連接；所述第二無名指節(jié)402的另一端通過轉(zhuǎn)軸404與第一無名指節(jié)401可轉(zhuǎn)動連接；所述第一無名指節(jié)401的側(cè)邊還設(shè)置無名指推動氣缸405，所述無名指推動氣缸405的伸縮端和第三無名指節(jié)與第二無名指節(jié)間的轉(zhuǎn)軸404固接；所述第二無名指節(jié)402還包括與第三無名指節(jié)403和第一無名指節(jié)401固接的無名指回位塊406。

小拇指模塊50包括與小拇指氣缸53伸縮端固接的第三小拇指節(jié)503、所述第三小拇指節(jié)503的另一端通過轉(zhuǎn)軸504與第二小拇指節(jié)502可轉(zhuǎn)動連接；所述第二小拇指節(jié)502的另一端通過轉(zhuǎn)軸504與第一小拇指節(jié)501可轉(zhuǎn)動連接；所述第一小拇指節(jié)501的側(cè)邊還設(shè)置小拇指推動活塞505，所述小拇指推動氣缸505的伸縮端和第三小拇指節(jié)503與第二小拇指節(jié)502間的轉(zhuǎn)動軸504固接；所述第二小拇指節(jié)502還包括與第三小拇指節(jié)503和第一小拇指節(jié)501固接的小拇指回位塊506。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述第一拇指節(jié)81的端部設(shè)置向機械手掌3掌心方向隆起的拇指凸塊811。所述第三食指節(jié)203的端部設(shè)置向機械手掌3掌心方向隆起的食指凸塊207。所述第三中指節(jié)303的端部設(shè)置向機械手掌3掌心方向隆起的中指凸塊307。所述第三無名指節(jié)403的端部設(shè)置向機械手掌3掌心方向隆起的無名指凸塊407。所述第三小拇指節(jié)503的端部設(shè)置向機械手掌3掌心方向隆起的小拇指凸塊507。

本發(fā)明采用仿人手的五指機械手的機械結(jié)構(gòu)仿生模擬構(gòu)成，其靈活度高，抓取力強，同時還可以采用鋁合金材料或者工程塑料制成工業(yè)成品。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。