一种仿生上肢的三自由度的电动仿生手指制造技术

本申请公开一种仿生上肢的三自由度的电动仿生手指，包括手指连接轴，手指连接轴上、下端分别转动连接上、下掌指板，并且固定带轮一，固定在上掌指板的手指电机减速机的输出轴固定锥齿轮一，锥齿轮一同时与锥齿轮二、双联轮上的锥齿轮三啮合，锥齿轮二驱动上近端指板转动，双联轮上的同步带轮二与带轮一形成带传动，双联轮转动安装在下掌指板上，锥齿轮一通过滑杆传动机构与转动盘连接，转动盘通过传动杆与传动盘连接，传动盘连接固定转轴，转轴的固定锥齿轮五，锥齿轮五与锥齿轮四啮合，锥齿轮四驱动上远端指板转动，上、下掌指板、上、下近端指板、上、下远端指板分别通过连接板固定连接，通过一个电机，实现了手指的三自由度的同步运动。

A Three-Degree-of-Freedom Electric Bionic Finger for Bionic Upper Limb

【技术实现步骤摘要】
一种仿生上肢的三自由度的电动仿生手指
本技术涉及一种仿生手指，尤其涉及一种仿生上肢的三自由度的电动仿生手指。
技术介绍
人类的手指是复杂的，目前多个国家的科研院所在积极不断研究仿生手指，目前的仿生手指设计多为两自由度，通常采用索连接或者连杆连接，并设置有复位机构，机构稳定性不高，容易出现故障。本申请的技术方案采用了电机内置于掌指节呢，手指更换方便，便于维护；采用的齿轮机构和带传动机构传动，实现手指三个自由度运动更协调，一致性好；远端指节与近端指节采用可弯曲的传动机构，实现电机驱动传递不仅带动近端指节、掌指节运动，同时带动远端指节同步运动；滑杆机构采用了平动的铰链连接，而不采用万向联轴节连接，提高了传动效率和传动的稳定性；本申请采用欠驱动式结构，但实现了三个指节同步屈伸运动。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种单一电机驱动、掌指节通过齿轮机构与带传动机构驱动、近端指节通过齿轮机构驱动、远端指节通过可变角度的传动机构传动和齿轮机构，实现三自由度的仿生手指的三个指关节联合运动。本技术的目的是这样实现的：一种仿生上肢的三自由度的电动仿生手指，包括手指连接轴101、带轮一110、手指电机减速机111、锥齿轮一113、锥齿轮二115、双联轮116、锥齿轮四120、锥齿轮五121、传动盘126，手指连接轴101的上、下端分别转动连接上掌指板102、下掌指板109的后端，手指连接轴101固定带轮一110，手指电机减速机111直接或间接固定在上掌指板102上，手指电机减速机111的输出轴固定锥齿轮一113，锥齿轮一113同时与锥齿轮二115、双联轮116上端设置的锥齿轮三啮合；所述的锥齿轮二115固定在上近端销114上，上近端销114上部与上掌指板102的前端转动连接，上近端销114中部与上近端指板103的后端固定连接，所述的双联轮116活套在下近端销108的上端，下近端指板107与下掌指板109通过下近端销108的下部铰接，下近端销108与下近端指板107下掌指板109转动连接，所述的双联轮116下端设置的同步带轮二通过同步带117与带轮一110形成带传动连接；所述的锥齿轮一113通过滑杆传动机构与转动盘118连接，转动盘118通过传动杆125与传动盘同步传动连接，并实现锥齿轮一113与转动盘118位置变化后能够同步转动；传动盘126固定转轴127的后端，转轴127中部转动连接转轴支撑134，转轴支撑134固定在上近端指板103上，传动盘126转动安装在转动盘支撑128上，转轴127中部转动连接转轴支撑134，转动盘支撑128、转轴支撑134固定在上近端指板103上，转轴127的前端固定锥齿轮五121，锥齿轮五121与锥齿轮四120啮合，锥齿轮四120固定在上远端销119上，上远端销119固定上远端指板104的后端，上远端销119转动连接上近端指板103的前端，所述的转轴127与转动盘118、锥齿轮一113同轴设置，下近端指板107的前端通过下远端销106与下远端指板105的后端铰接；所述的上近端销114与下近端销108同轴，下远端销106与上远端销119同轴。所述的滑杆传动机构的结构为：滑杆传动机构包括后滑杆122、滑杆销123、前滑杆124、滑套129，沿着锥齿轮一113的圆周方向均步设置有三个后滑杆122，三个后滑杆122沿前后方向水平设置，三个后滑杆122与锥齿轮一113上设置的滑杆孔前后滑动、以及后滑杆沿着滑杆孔转动连接，每个后滑杆122前部分别通过一个滑杆销123与一个前滑杆124铰接，滑杆销123沿着竖直方向设置，三个前滑杆124中的每个前滑杆124分别与一个滑套129滑动连接，三个滑套129沿着转动盘118的圆周方向均布，三个滑套129与转动盘118轴向设置的滑套孔转动连接；三个滑套129上设置有滑套平动机构，用以实现用以实现滑套129相对于上近端指板103只做平移运动，而不发生转动。所述的滑套平动机构的结构为：滑套平动机构包括传动杆125，所述的传动杆125上端设置有向后伸出的后伸端，传动杆125下端设置有向前伸出的前伸端，每个滑套129向前穿过转动盘118后均固定一个传动杆125的上侧后伸端，前伸端与传动盘126上设置的传动杆安装孔转动连接，传动盘126与转动盘118机构相同，传动盘126与转动盘118沿着上下方向的中心距等于传动杆125后伸端与前伸端之间的距离。所述的仿生上肢的三自由度的电动仿生手指，还包括簧片一130、簧片座一131、簧片二132、簧片座二133，每个滑套129向后穿过转动盘118后，均固定一个簧片座二133，簧片座二133的上、下侧固定有簧片二132，簧片二132具有弹性，簧片二132与前滑杆124接触，用以防止上掌指板102与上近端指板103共线时，前滑杆124自主滑动，所述的锥齿轮一113的后端与后滑杆122相适应的位置均固定一个簧片座一131，簧片座一131的上下两侧分别设置有簧片一130，簧片一130具有弹性，簧片一130与后滑杆122相接触，用以防止后滑杆122自主滑动。所述的前滑杆124与滑套129滑动连接的结构为：所述的滑套129内孔为矩形，前滑杆124的外表面为矩形，滑杆124的外侧矩形表面与滑套129矩形内孔滑动连接。所述的上掌指板102与下掌指板109的左、右侧各通过一个掌指连接板137固定连接，上近端指板103与下近端指板107的左、右侧各通过一个近端连接板138固定连接，上远端指板104与下远端指板105的左、右侧各通过一个远端连接板139固定连接。锥齿轮二115的小端与锥齿轮三的小端相对设置。所述的双联轮116下端设置的同步带轮二通过同步带117与带轮一110形成带传动连接可用链传动代替。锥齿轮一113、锥齿轮二115、锥齿轮三、锥齿轮四120、锥齿轮五121齿数相等。后滑杆122前后滑动时，簧片一130的摩擦力小于1牛，前滑杆124前后滑动时，簧片二132产生的摩擦力小于1牛。与现有技术相比，本技术具有如下优点：1.本申请的技术方案采用了电机内置于掌指节呢，手指更换方便，便于维护；2.采用的齿轮机构和带传动机构传动，实现手指三个自由度运动更协调，一致性好；3.远端指节与近端指节采用可弯曲的传动机构，实现电机驱动传递不仅带动近端指节、掌指节运动，同时带动远端指节同步运动；4.本申请采用欠驱动式结构，但实现了三个指节同步屈伸运动。附图说明图1是仿生手指的总体结构示意图。图2是仿生手指的掌指板连接驱动装置结构示意图。图3是仿生手指的近端指板与掌指板连接结构示意图。图4是仿生手指近端指板与掌指板驱动连接结构示意图一。图5是近端指板与掌指板驱动连接结构示意图二。图6是近端指板与远端指板驱动连接结构示意图一。图7是近端指板与远端指板驱动连接结构示意图二。图8是指板上设置有防护用的连接板结构示意图。图9传动杆结构示意图。附图标记:1-仿生手指、101-手指连接轴、102-上掌指板、103-上近端指板、104-上远端指板、105-下远端指板、106-下远端销、107-下近端指板、108-下近端销、109-下掌指板、110-带轮一、111-手指电机、112-手指电机架、113-锥齿轮一、114-上近端销、115-锥齿轮二、116-双联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生上肢的三自由度的电动仿生手指，包括手指连接轴(101)、带轮一(110)、手指电机减速机(111)、锥齿轮一(113)、锥齿轮二(115)、双联轮(116)、锥齿轮四(120)、锥齿轮五(121)、传动盘(126)，其特征在于：手指连接轴(101)的上、下端分别转动连接上掌指板(102)、下掌指板(109)的后端，手指连接轴(101)固定带轮一(110)，手指电机减速机(111)直接或间接固定在上掌指板(102)上，手指电机减速机(111)的输出轴固定锥齿轮一(113)，锥齿轮一(113)同时与锥齿轮二(115)、双联轮(116)上端设置的锥齿轮三啮合；所述的锥齿轮二(115)固定在上近端销(114)上，上近端销(114)上部与上掌指板(102)的前端转动连接，上近端销(114)中部与上近端指板(103)的后端固定连接，所述的双联轮(116)活套在下近端销(108)的上端，下近端指板(107)与下掌指板(109)通过下近端销(108)的下部铰接，下近端销(108)与下近端指板(107)下掌指板(109)转动连接，所述的双联轮(116)下端设置的同步带轮二通过同步带(117)与带轮一(110)形成带传动连接；所述的锥齿轮一(113)通过滑杆传动机构与转动盘(118)连接，转动盘(118)通过传动杆(125)与传动盘同步传动连接，并实现锥齿轮一(113)与转动盘(118)位置变化后能够同步转动；传动盘(126)固定转轴(127)的后端，转轴(127)中部转动连接转轴支撑(134)，转轴支撑(134)固定在上近端指板(103)上，传动盘(126)转动安装在转动盘支撑(128)上，转轴(127)中部转动连接转轴支撑(134)，转动盘支撑(128)、转轴支撑(134)固定在上近端指板(103)上，转轴(127)的前端固定锥齿轮五(121)，锥齿轮五(121)与锥齿轮四(120)啮合，锥齿轮四(120)固定在上远端销(119)上，上远端销(119)固定上远端指板(104)的后端，上远端销(119)转动连接上近端指板(103)的前端，所述的转轴(127)与转动盘(118)、锥齿轮一(113)同轴设置，下近端指板(107)的前端通过下远端销(106)与下远端指板(105)的后端铰接；所述的上近端销(114)与下近端销(108)同轴，下远端销(106)与上远端销(119)同轴。...

【技术特征摘要】
1.一种仿生上肢的三自由度的电动仿生手指，包括手指连接轴(101)、带轮一(110)、手指电机减速机(111)、锥齿轮一(113)、锥齿轮二(115)、双联轮(116)、锥齿轮四(120)、锥齿轮五(121)、传动盘(126)，其特征在于：手指连接轴(101)的上、下端分别转动连接上掌指板(102)、下掌指板(109)的后端，手指连接轴(101)固定带轮一(110)，手指电机减速机(111)直接或间接固定在上掌指板(102)上，手指电机减速机(111)的输出轴固定锥齿轮一(113)，锥齿轮一(113)同时与锥齿轮二(115)、双联轮(116)上端设置的锥齿轮三啮合；所述的锥齿轮二(115)固定在上近端销(114)上，上近端销(114)上部与上掌指板(102)的前端转动连接，上近端销(114)中部与上近端指板(103)的后端固定连接，所述的双联轮(116)活套在下近端销(108)的上端，下近端指板(107)与下掌指板(109)通过下近端销(108)的下部铰接，下近端销(108)与下近端指板(107)下掌指板(109)转动连接，所述的双联轮(116)下端设置的同步带轮二通过同步带(117)与带轮一(110)形成带传动连接；所述的锥齿轮一(113)通过滑杆传动机构与转动盘(118)连接，转动盘(118)通过传动杆(125)与传动盘同步传动连接，并实现锥齿轮一(113)与转动盘(118)位置变化后能够同步转动；传动盘(126)固定转轴(127)的后端，转轴(127)中部转动连接转轴支撑(134)，转轴支撑(134)固定在上近端指板(103)上，传动盘(126)转动安装在转动盘支撑(128)上，转轴(127)中部转动连接转轴支撑(134)，转动盘支撑(128)、转轴支撑(134)固定在上近端指板(103)上，转轴(127)的前端固定锥齿轮五(121)，锥齿轮五(121)与锥齿轮四(120)啮合，锥齿轮四(120)固定在上远端销(119)上，上远端销(119)固定上远端指板(104)的后端，上远端销(119)转动连接上近端指板(103)的前端，所述的转轴(127)与转动盘(118)、锥齿轮一(113)同轴设置，下近端指板(107)的前端通过下远端销(106)与下远端指板(105)的后端铰接；所述的上近端销(114)与下近端销(108)同轴，下远端销(106)与上远端销(119)同轴。2.根据权利要求1所述的仿生上肢的三自由度的电动仿生手指，其特征在于：所述的滑杆传动机构的结构为：滑杆传动机构包括后滑杆(122)、滑杆销(123)、前滑杆(124)、滑套(129)，沿着锥齿轮一(113)的圆周方向均步设置有三个后滑杆(122)，三个后滑杆(122)沿前后方向水平设置，三个后滑杆(122)与锥齿轮一(113)上设置的滑杆孔前后滑动、以及后滑杆沿着滑杆孔转动连接，每个后滑杆(122)前部分别通过一个滑杆销(123)与一个前滑杆(124)铰接，滑杆销(123)沿着竖直方向设置，三个前滑杆(124)中的每个前滑杆(124)分别与一个滑套(129)滑动连接，三个滑套(129)沿着转动盘(118)的圆周方向均布，三个滑套(129)与转动盘(118)轴向设置的滑套...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，杨章振，李晓堂，马龙祥，
申请(专利权)人：河南翔宇医疗设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41