1.一種欠驅(qū)動仿人靈巧手裝置,其特征是:包括五個手指和一個手掌,其中五個手指分別為大拇指(1)、食指(2)、中指(3)、無名指(4)和小指(5);食指(2)、中指(3)、無名指(4)和小指(5)都由基座、基部指節(jié)、中間指節(jié)、末端指節(jié)四部分構(gòu)成,各指節(jié)均具有一個彎曲伸直的自由度;拇指(1)由拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)、拇指基座(12)、拇指基部指節(jié)(13)、拇指中間指節(jié)(14)和拇指末端指節(jié)(15)五部分構(gòu)成,除拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)外,其余結(jié)構(gòu)與其他四指相同;整個拇指(1)還具有一個繞手掌(6)旋轉(zhuǎn)的自由度;五個手指基部指節(jié)的彎曲伸直的自由度由手指第一電機帶動齒輪傳動機構(gòu)實現(xiàn),中間指節(jié)和末端指節(jié)彎曲伸直的自由度通過一個結(jié)構(gòu)可變的連桿傳動機構(gòu)(25)實現(xiàn)耦合運動,由第二電機驅(qū)動。
2.如權(quán)利要求1所述的一種欠驅(qū)動仿人靈巧手裝置,其特征是:手掌(6)包括手掌心端蓋(61)、手掌背骨架(62)、手掌電機與減速器(63)、手掌第一齒輪(65)、手掌第二齒輪(66)、拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67)組成;手掌(6)整體尺寸大小與成人手掌大小相近;手掌背骨架(62)上設(shè)有對應(yīng)食指(2)、中指(3)、無名指(4)和小指(5)的限位凹槽(68)和限位孔(69),食指(2)、中指(3)、無名指(4)和小指(5)的基座背面與設(shè)有對應(yīng)限位凹槽(68)的手掌背骨架(62)面貼合,對應(yīng)手指基部關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸與限位孔(69)套接,實現(xiàn)各手指與手掌背骨架(62)的定位與連接;手掌背骨架(62)上還設(shè)有對應(yīng)手掌電機與減速器的限位凹槽(64);拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67)位于中指限位凹槽的正下方,套設(shè)于手掌背骨架(62)中;手掌電機與減速器(63)的輸出軸與手掌第一齒輪(65)固連,手掌第二齒輪(66)套設(shè)在拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67)上,二者視為固連。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種欠驅(qū)動仿人靈巧手裝置,其特征是:食指(2)、中指(3)、無名指(4)、小指(5)具有相同結(jié)構(gòu),整體尺寸與成人手尺寸相當;以食指(2)結(jié)構(gòu)為例進行說明,包括食指基座(21)、食指基部指節(jié)(22)、食指中間指節(jié)(23)和食指末端指節(jié)(24);食指基部指節(jié)(22)的彎曲伸直由食指第一電機與減速器(211)帶動齒輪傳動系統(tǒng)(213)、(221)驅(qū)動食指基部關(guān)節(jié)軸(225)來實現(xiàn);食指中間指節(jié)(23)和食指末端指節(jié)通過拉簧(253)拉緊,由一個結(jié)構(gòu)可變的連桿機構(gòu)耦合,食指第二電機與減速器(222)通過齒輪傳動系統(tǒng)將動力傳給食指驅(qū)動連桿(251),進而驅(qū)動結(jié)構(gòu)可變的連桿機構(gòu)(25)工作,實現(xiàn)食指中間關(guān)節(jié)(23)和食指末端關(guān)節(jié)(24)的彎曲伸直。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種欠驅(qū)動仿人靈巧手裝置,其特征是:結(jié)構(gòu)可變的連桿機構(gòu)(25),以食指(2)為例,包括食指驅(qū)動連桿(251)、食指從動連桿(252)和拉簧(253);食指驅(qū)動連桿(251)與食指基部指節(jié)(22)套接在食指驅(qū)動連桿旋轉(zhuǎn)軸(226)上,食指驅(qū)動連桿(251)和食指中間指節(jié)齒輪(232)分別與食指驅(qū)動連桿旋轉(zhuǎn)軸(226)固連;食指驅(qū)動連桿(251)與食指從動連桿(252)一端鉸接,食指從動連桿(252)另一端與食指末端指節(jié)(24)一同套接在食指從動連桿旋轉(zhuǎn)軸(242)上;拉簧(253)連接在食指中間指節(jié)(23和食指末端指節(jié)(24)上;驅(qū)動力由食指第二電機與減速器(222)提供,經(jīng)齒輪傳動系統(tǒng)傳給食指驅(qū)動連桿旋轉(zhuǎn)軸(226),帶動食指驅(qū)動連桿(251)轉(zhuǎn)動;食指驅(qū)動連桿(251)驅(qū)動食指從動連桿(252)帶動食指從動連桿旋轉(zhuǎn)軸(242)繞食指末端指節(jié)關(guān)節(jié)軸(241)或食指中間指節(jié)關(guān)節(jié)軸(231旋轉(zhuǎn);當食指第二電機與減速器(222)提供的轉(zhuǎn)矩小于拉簧(253)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時,食指驅(qū)動連桿(251)帶動食指從動連桿(252)驅(qū)動食指中間指節(jié)(23)和食指末端指節(jié)(24)一同繞食指中間指節(jié)關(guān)節(jié)軸(231)旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)食指中間指節(jié)(23)和食指末端指節(jié)(24)一同的彎曲伸直;當食指第二電機與減速器(222)提供的轉(zhuǎn)矩大于拉簧(253)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時,食指末端指節(jié)(24)和食指中間指節(jié)(23)分離,食指驅(qū)動連桿(251)帶動食指從動連桿(252)驅(qū)動單獨驅(qū)動食指末端指節(jié)(24)繞食指末端指節(jié)關(guān)節(jié)軸(241)旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)食指末端指節(jié)(24)單獨的彎曲伸直。
5.如權(quán)利要求3所述的一種欠驅(qū)動仿人靈巧手裝置,其特征是:結(jié)構(gòu)可變的連桿機構(gòu)(25),以食指(2)為例,包括食指驅(qū)動連桿(251)、食指從動連桿(252)和拉簧(253);食指驅(qū)動連桿(251)與食指基部指節(jié)(22)套接在食指驅(qū)動連桿旋轉(zhuǎn)軸(226)上,食指驅(qū)動連桿(251)和食指中間指節(jié)齒輪(232)分別與食指驅(qū)動連桿旋轉(zhuǎn)軸(226)固連;食指驅(qū)動連桿(251)與食指從動連桿(252)一端鉸接,食指從動連桿(252)另一端與食指末端指節(jié)(24)一同套接在食指從動連桿旋轉(zhuǎn)軸(242)上;拉簧(253)連接在食指中間指節(jié)(23和食指末端指節(jié)(24)上;驅(qū)動力由食指第二電機與減速器(222)提供,經(jīng)齒輪傳動系統(tǒng)傳給食指驅(qū)動連桿旋轉(zhuǎn)軸(226),帶動食指驅(qū)動連桿(251)轉(zhuǎn)動;食指驅(qū)動連桿(251)驅(qū)動食指從動連桿(252)帶動食指從動連桿旋轉(zhuǎn)軸(242)繞食指末端指節(jié)關(guān)節(jié)軸(241)或食指中間指節(jié)關(guān)節(jié)軸(231旋轉(zhuǎn);當食指第二電機與減速器(222)提供的轉(zhuǎn)矩小于拉簧(253)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時,食指驅(qū)動連桿(251)帶動食指從動連桿(252)驅(qū)動食指中間指節(jié)(23和食指末端指節(jié)(24)一同繞食指中間指節(jié)關(guān)節(jié)軸(231旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)食指中間指節(jié)(23)和食指末端指節(jié)(24)一同的彎曲伸直;當食指第二電機與減速器(222)提供的轉(zhuǎn)矩大于拉簧(253)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時,食指末端指節(jié)(24)和食指中間指節(jié)(23)分離,食指驅(qū)動連桿(251)帶動食指從動連桿(252)驅(qū)動單獨驅(qū)動食指末端指節(jié)(24)繞食指末端指節(jié)關(guān)節(jié)軸(241)旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)食指末端指節(jié)(24)單獨的彎曲伸直。
6.如權(quán)利要求1、2或5所述的一種欠驅(qū)動仿人靈巧手裝置,其特征是:包括拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)、拇指基座(12)、拇指基部指節(jié)(13)、拇指中間指節(jié)(14)和拇指末端指節(jié)(15);拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)套接于拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),視為固連;手掌第二齒輪(66)套接于拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),視為固連;拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)側(cè)面與手掌(6)水平面成70°,及初始位置拇指(1)與手掌(6)水平面成20°,使得拇指(1)整體繞手掌(6)縱向70°角旋轉(zhuǎn);驅(qū)動力由手掌電機與減速器(63輸出經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)傳給拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),帶動拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)驅(qū)動拇指(1)整體繞手掌(6)旋轉(zhuǎn);拇指(1)整體繞手掌(6)縱向70°角旋轉(zhuǎn),由初始位置最大旋轉(zhuǎn)90°,此時拇指(1)中心軸線與中指(3)中心軸線共面,在抓取物體時,使食指(2)、無名指(4)、小指(5)對物體的抓力在中指(3)兩側(cè)對稱分布,使抓取過程更加穩(wěn)定。
7.如權(quán)利要求3所述的一種欠驅(qū)動仿人靈巧手裝置,其特征是:包括拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)、拇指基座(12)、拇指基部指節(jié)(13)、拇指中間指節(jié)(14)和拇指末端指節(jié)(15);拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)套接于拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),視為固連;手掌第二齒輪(66)套接于拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),視為固連;拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)側(cè)面與手掌(6)水平面成70°,及初始位置拇指(1)與手掌(6)水平面成20°,使得拇指(1)整體繞手掌(6)縱向70°角旋轉(zhuǎn);驅(qū)動力由手掌電機與減速器(63輸出經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)傳給拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),帶動拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)驅(qū)動拇指(1)整體繞手掌(6)旋轉(zhuǎn);拇指(1)整體繞手掌(6)縱向70°角旋轉(zhuǎn),由初始位置最大旋轉(zhuǎn)90°,此時拇指(1)中心軸線與中指(3)中心軸線共面,在抓取物體時,使食指(2)、無名指(4)、小指(5)對物體的抓力在中指(3)兩側(cè)對稱分布,使抓取過程更加穩(wěn)定。
8.如權(quán)利要求4所述的一種欠驅(qū)動仿人靈巧手裝置,其特征是:包括拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)、拇指基座(12)、拇指基部指節(jié)(13)、拇指中間指節(jié)(14)和拇指末端指節(jié)(15);拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)套接于拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),視為固連;手掌第二齒輪(66)套接于拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),視為固連;拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)側(cè)面與手掌(6)水平面成70°,及初始位置拇指(1)與手掌(6)水平面成20°,使得拇指(1)整體繞手掌(6)縱向70°角旋轉(zhuǎn);驅(qū)動力由手掌電機與減速器(63輸出經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)傳給拇指繞手掌旋轉(zhuǎn)軸(67),帶動拇指旋轉(zhuǎn)凸臺(11)轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)驅(qū)動拇指(1)整體繞手掌(6)旋轉(zhuǎn);拇指(1)整體繞手掌(6)縱向70°角旋轉(zhuǎn),由初始位置最大旋轉(zhuǎn)90°,此時拇指(1)中心軸線與中指(3)中心軸線共面,在抓取物體時,使食指(2)、無名指(4)、小指(5)對物體的抓力在中指(3)兩側(cè)對稱分布,使抓取過程更加穩(wěn)定。