本發(fā)明具體涉及一種基關(guān)節(jié)與指間關(guān)節(jié)各自獨立驅(qū)動的仿人手指。

背景技術(shù)：
根據(jù)抓取分類學(xué)研究表明，人手在進行靈巧操作時，人手的靈巧性集中體現(xiàn)在手指的外展-內(nèi)收和基關(guān)節(jié)與指間關(guān)節(jié)的運動獨立性。雖然手指的外展-內(nèi)收對于靈巧性抓取任務(wù)具有重要作用，但在靜態(tài)抓取時，不同的抓取任務(wù)中手指外展-內(nèi)收的關(guān)節(jié)角度較為一致，變化不明顯。但在假手設(shè)計中，考慮到外形擬人、尺寸小、重量低的要求，在當前科技水平的限制下，當前研究型假手及商業(yè)假手的設(shè)計中常忽略手指的外展-內(nèi)收自由度，又由于其在靜態(tài)抓取中表現(xiàn)出的高度一致性，因此常采用手指關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸的擬人的偏置來實現(xiàn)手指間固定的開合動作。手指基關(guān)節(jié)與指間關(guān)節(jié)的運動獨立性一直以來都是假手以及新型欠驅(qū)動手指機構(gòu)研究的重點。而當前假肢手基關(guān)節(jié)和指間關(guān)節(jié)的驅(qū)動多采用全局耦合的設(shè)計方式，將每根手指的自由度縮減為一個。除此之外還有一部分假肢手采用了欠驅(qū)動的方式來實現(xiàn)包絡(luò)抓取。但無論是全耦合設(shè)計，還是欠驅(qū)動設(shè)計，都有一個缺陷，就是手指的近關(guān)節(jié)和遠關(guān)節(jié)無法獨立運動，因此無法完成諸如抓圓盤等一系列動作，不能完全復(fù)現(xiàn)人手的靈巧性。從仿生的角度來看，人手抓取物體的協(xié)同性理論分析結(jié)果表明，人手完成多種抓取任務(wù)的抓取姿勢可以由少數(shù)幾種特征姿勢線性組合而復(fù)現(xiàn)，同時復(fù)現(xiàn)準確性能夠保持在可接受的范圍內(nèi)。研究結(jié)果表明，人手在抓取物體時的第一特征姿勢往往表現(xiàn)為手基關(guān)節(jié)的運動，第二特征姿勢往往表現(xiàn)為手指指間關(guān)節(jié)的運動，從復(fù)現(xiàn)人手靈巧的抓取能力來看，目前的高仿手指仍然未有近關(guān)節(jié)和遠關(guān)節(jié)無法獨立運動的能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種基關(guān)節(jié)與指間關(guān)節(jié)各自獨立驅(qū)動的仿人手指，以解決現(xiàn)有仿人手指中的近關(guān)節(jié)和遠關(guān)節(jié)無法各自獨立運動，使手指實現(xiàn)動作具有局限性，無法完全復(fù)現(xiàn)人手靈巧性的問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：基關(guān)節(jié)與指間關(guān)節(jié)各自獨立驅(qū)動的仿人手指，它包括手指基座、近指節(jié)、中指節(jié)、遠指節(jié)和連桿機構(gòu)；所述近指節(jié)包括近指節(jié)用外殼、基關(guān)節(jié)、基關(guān)節(jié)用電位計、第一扭簧、第一滑輪和第一鋼絲，所述手指基座的一端位于近指節(jié)用外殼內(nèi)且該端通過基關(guān)節(jié)與近指節(jié)用外殼相鉸接，所述手指基座的另一端設(shè)置在手掌部件上，所述基關(guān)節(jié)用電位計套裝在基關(guān)節(jié)外且其分別與近指節(jié)用外殼和基關(guān)節(jié)相連接，所述第一扭簧位于近指節(jié)用外殼內(nèi)且其套裝在手指基座上，所述第一滑輪固定安裝在近指節(jié)用外殼內(nèi)，所述第一鋼絲的一端固定連接在手掌部件上，所述第一鋼絲的另一端繞過基關(guān)節(jié)固定連接在第一滑輪上；所述中指節(jié)包括中指節(jié)用外殼、指間關(guān)節(jié)、指間關(guān)節(jié)用電位計、第二滑輪、鋼絲套管和第二鋼絲，所述近指節(jié)用外殼通過指間關(guān)節(jié)設(shè)置在中指節(jié)用外殼內(nèi)，所述指間關(guān)節(jié)用電位計套裝在指間關(guān)節(jié)外且其分別與中指節(jié)用外殼和指間關(guān)節(jié)相連接，鋼絲套管設(shè)置在近指節(jié)用外殼內(nèi)，第二滑輪固定安裝在中指節(jié)用外殼內(nèi)，所述第二鋼絲的一端設(shè)置在手掌部件上，所述第二鋼絲的另一端穿過鋼絲套管固定連接在第二滑輪上；所述遠指節(jié)設(shè)置在中指節(jié)遠離近指節(jié)的一端，所述遠指節(jié)通過連桿機構(gòu)與近指節(jié)中的近指節(jié)用外殼相連接。本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明中近指節(jié)通過第一鋼絲驅(qū)動，中指節(jié)通過第二鋼絲和鋼絲套管相配合實現(xiàn)驅(qū)動，第二鋼絲和和鋼絲套管之間配合設(shè)置使指間關(guān)節(jié)到手掌間的鋼絲長度在手指的彎曲過程中保持不變，最大限度的減少了由于近指節(jié)轉(zhuǎn)動引起的指間關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。由于近指節(jié)和中指節(jié)用兩根鋼絲分別驅(qū)動，因此可以獨立運動。2、本發(fā)明中基關(guān)節(jié)和指間關(guān)節(jié)各自獨立運動，提高本發(fā)明的靈巧性，能夠復(fù)現(xiàn)抓圓盤及其他一系列的人手抓握動作。3、本發(fā)明還能夠?qū)崿F(xiàn)抓握的主從分治。主從分治是一個前沿且實用的假手設(shè)計方法，在未碰到物體之前，以耦合的方式主動完成抓握動作，在手指碰到物體之后，可以順應(yīng)地實現(xiàn)包絡(luò)。這樣就能夠同時繼承全耦合假手抓握姿勢美觀和傳統(tǒng)欠驅(qū)動假手抓握穩(wěn)定的優(yōu)點。附圖說明圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)剖面圖；圖3為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，圖中去掉第一鋼絲2-6和第二鋼絲3-6；圖4為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)剖面圖，圖中去掉第一鋼絲2-6和第二鋼絲3-6。具體實施方式具體實施方式一：結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式包括手指基座1、近指節(jié)2、中指節(jié)3、遠指節(jié)4和連桿機構(gòu)；所述近指節(jié)2包括近指節(jié)用外殼2-1、基關(guān)節(jié)2-2、基關(guān)節(jié)用電位計2-3、第一扭簧2-4、第一滑輪2-5和第一鋼絲2-6，所述手指基座1的一端位于近指節(jié)用外殼2-1內(nèi)且該端通過基關(guān)節(jié)2-2與近指節(jié)用外殼2-1相鉸接，所述手指基座1的另一端設(shè)置在手掌部件上，所述基關(guān)節(jié)用電位計2-3套裝在基關(guān)節(jié)2-2外且其分別與近指節(jié)用外殼2-1和基關(guān)節(jié)2-2相連接，所述第一扭簧2-4位于近指節(jié)用外殼2-1內(nèi)且其套裝在手指基座1上，所述第一滑輪2-5固定安裝在近指節(jié)用外殼2-1內(nèi)，所述第一鋼絲2-6的一端固定連接在手掌部件上，所述第一鋼絲2-6的另一端繞過基關(guān)節(jié)2-2固定連接在第一滑輪2-5上；所述中指節(jié)3包括中指節(jié)用外殼3-1、指間關(guān)節(jié)3-2、指間關(guān)節(jié)用電位計3-3、第二滑輪3-4、鋼絲套管3-5和第二鋼絲3-6，所述近指節(jié)用外殼2-1通過指間關(guān)節(jié)3-2設(shè)置在中指節(jié)用外殼3-1內(nèi)，所述指間關(guān)節(jié)用電位計3-3套裝在指間關(guān)節(jié)3-2外且其分別與中指節(jié)用外殼3-1和指間關(guān)節(jié)3-2相連接，鋼絲套管3-5設(shè)置在近指節(jié)用外殼2-1內(nèi)，第二滑輪3-4固定安裝在中指節(jié)用外殼3-1內(nèi)，所述第二鋼絲3-6的一端設(shè)置在手掌部件上，所述第二鋼絲3-6的另一端穿過鋼絲套管3-5固定連接在第二滑輪3-...