【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仿生手，特别涉及一种仿生手的拇指腕掌关节。
技术介绍
1、仿生手的拇指腕掌关节设计，是仿生学与机械工程的完美结合，旨在为截肢者提供与生理性手部运动相似的灵活性和功能性，在自然界中，人类的拇指是其手部功能的重要组成部分，拥有独特的旋转和对掌能力，能够实现精细操作，如握持、抓取和感知，拇指是人手功能最强的手指，与其他四指不同，拇指最下面一个关节不是指掌关节，而是腕掌关节，拇指腕掌关节动作比较复杂，在拇指动作中起关键作用，拇指大部分动作主要是腕掌关节的动作。
2、现有的仿生手的拇指腕掌关节大多采用硬性骨架以及刚性外壳，在对重量较轻的物品进行抓取时与物品接触时会因刚性较大而对物品与仿生手的接触位置形成较大的压力，从而对物品造成磨损，因此现提出一种仿生手的拇指腕掌关节具有对物品进行抓取时缓冲、对较重物品进行抓取时提高抓取强度的效果。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中提出大多采用硬性骨架以及刚性外壳，在对重量较轻的物品进行抓取时与物品接触时会因刚性较大而对物品与仿生手的接触位置形成较大的压力，从而对物品造成磨损的问题，本专利技术提供了一种仿生手的拇指腕掌关节。
2、一种仿生手的拇指腕掌关节，包括缓冲机构，所述的缓冲机构的上方设置有限位机构，限位机构上设置有关节机构，缓冲机构和限位机构均设置在主体机构的内部；
3、所述的缓冲机构包括缓冲垫，缓冲垫的顶部固定连接有两个活塞杆，活塞杆的顶部固定连接有第一弹簧，活塞杆与固定板之间滑动连接，固定板的
4、优选地，所述的双面齿条贯穿固定板的底部延伸至固定板的上方，双面齿条位于两个活塞杆之间，活塞杆的顶部贯穿固定板的底部延伸至密封舱的内部。
5、优选地，所述的限位机构包括两个齿轮，两个齿轮的底部分别啮合有传动齿条，两个传动齿条相互远离的一端均滑动连接有伸缩杆，伸缩杆远离传动齿条的一端固定连接有限位杆，两个限位杆相互靠近的一端均开设有若干个齿槽。
6、优选地，所述的若干个齿槽均匀分布在两个限位杆相互靠近的一端，两个齿轮分别与双面齿条的两侧之间啮合，两个齿轮分别以双面齿条为中心对称分布，两个伸缩杆分别位于缓冲垫的两侧，传动齿条与固定板之间滑动连接。
7、优选地，所述的关节机构包括腕掌关节，腕掌关节的两侧均固定连接有两个限位架，腕掌关节上开设有限位孔，限位孔的内部固定连接有若干个弹性橡胶块，腕掌关节的两侧均转动连接有三角板，两个三角板相互靠近的一侧分别滑动连接有卡块，两个卡块相互远离的一侧均固定连接有第二弹簧。
8、优选地，所述的两个卡块相互远离的一侧通过第二弹簧分别与两个三角板的内壁之间弹性连接，若干个弹性橡胶块均匀分布在限位孔的内部，卡块的外形呈现为等腰梯形。
9、优选地，所述的限位杆的尺寸与限位孔的尺寸相适配，齿槽与弹性橡胶块之间卡接，限位杆靠近腕掌关节的一端贯穿限位架延伸至限位孔的内部。
10、优选地，所述的固定板位于两个三角板之间，卡槽的尺寸与卡块的尺寸相适配，卡槽与卡块之间卡接。
11、优选地，所述的主体机构包括固定架，固定架上固定连接有滑杆，滑杆上滑动连接有驱动块，驱动块的两侧均转动连接有连接板，固定架的顶部与腕掌关节的底部之间固定连接，腕掌关节远离驱动块的一侧转动连接有近端指板，近端指板远离腕掌关节的一端转动连接有远端指板，远端指板的底部固定连接有弹性垫，远端指板和近端指板上固定连接有拇指外壳。
12、优选地，所述的近端指板的底部与固定板的顶部之间固定连接，近端指板的底部开设有密封舱和通气孔，通气孔和气囊之间通过通气孔相连通，活塞杆的顶部通过第一弹簧与密封舱的内壁之间弹性连接，齿轮与近端指板的内壁之间转动连接。
13、本专利技术的工作原理及工作过程：
14、在对物品进行抓取时先使驱动块在滑杆上向后滑动，通过连接板带动三角板在腕掌关节上转动，腕掌关节转动通过连接板带动近端指板在腕掌关节上向下转动，在近端指板底部与物品相抵后驱动块继续移动会通过近端指板上的连接板带动远端指板向下转动，最终使弹性垫底部的弹性垫隔着拇指外壳对物品进行抓取；
15、在抓取的过程中近端指板会带动伸缩杆以限位架为中心转动，其中限位杆会自适应调节长度，而位于近端指板底部的缓冲垫会先与物品相抵，而近端指板继续转动会使活塞杆挤压第一弹簧并将密封舱内部的空气通过通气孔挤压气囊内部，使气囊充盈，使拇指外壳与物品充分贴合；
16、同时缓冲垫向靠近近端指板的方向移动会使双面齿条带动两个齿轮转动，齿轮转动会带动两个传动齿条向相互靠近的方向移动，从而带动限位杆向靠近腕掌关节的方向移动，当缓冲垫的顶部与固定板的底部相抵时，此时限位杆靠近齿槽的一端会移动至限位孔内部并与弹性橡胶块卡接。
17、本专利技术的有益效果：
18、本专利技术通过设置缓冲垫和活塞杆等结构的配合，进而解决了装置与物品接触时会因刚性较大而对物品与仿生手的接触位置造成较大的压力，从而对物品造成磨损的问题，在抓取的过程中位于近端指板底部的缓冲垫会先与物品相抵，而近端指板继续转动会使活塞杆挤压第一弹簧并挤压密封舱内部的空气，通过密封舱内部气压以及第一弹簧的弹力对近端指板对缓冲垫及物品表面施加的力进行缓冲，同时其中一个密封舱内部的空气会通过通气孔挤压气囊内部，使气囊充盈，使拇指外壳与物品充分贴合，增大接触面积以及柔性面积，提高抓取的稳固性，同时设置缓冲机构可以在装置受压时变形吸收能量，减轻腕掌关节承受的冲击，间接提高装置的使用寿命；
19、本专利技术通过设置限位杆和弹性橡胶块等结构的配合，进而提升了装置对较重物品抓取的强度，在缓冲垫向靠近近端指板的方向移动时会使双面齿条带动两个齿轮转动，齿轮转动会带动两个传动齿条向相互靠近的方向移动，从而带动限位杆向靠近腕掌关节的方向移动，当缓冲垫的顶部与固定板的底部相抵时（即对较重物品进行抓取时），此时限位杆靠近齿槽的一端会移动至限位孔内部并与弹性橡胶块卡接，通过高摩擦力提高限位杆在限位孔内部转动的阻力，从而提高装置抓取较重物品时近端指板向松开方向转动的阻力，提高装置的抓取强度和稳定性。
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1.一种仿生手的拇指腕掌关节，包括缓冲机构（1），其特征在于：所述的缓冲机构（1）的上方设置有限位机构（2），限位机构（2）上设置有关节机构（3），缓冲机构（1）和限位机构（2）均设置在主体机构（4）的内部；
2.根据权利要求1所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的双面齿条（108）贯穿固定板（103）的底部延伸至固定板（103）的上方，双面齿条（108）位于两个活塞杆（102）之间，活塞杆（102）的顶部贯穿固定板（103）的底部延伸至密封舱（104）的内部。
3.根据权利要求1所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的限位机构（2）包括两个齿轮（201），两个齿轮（201）的底部分别啮合有传动齿条（202），两个传动齿条（202）相互远离的一端均滑动连接有伸缩杆（203），伸缩杆（203）远离传动齿条（202）的一端固定连接有限位杆（204），两个限位杆（204）相互靠近的一端均开设有若干个齿槽（205）。
4.根据权利要求3所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的若干个齿槽（205）均匀分布在两个限位杆（20
5.根据权利要求3所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的关节机构（3）包括腕掌关节（301），腕掌关节（301）的两侧均固定连接有两个限位架（302），腕掌关节（301）上开设有限位孔（303），限位孔（303）的内部固定连接有若干个弹性橡胶块（304），腕掌关节（301）的两侧均转动连接有三角板（305），两个三角板（305）相互靠近的一侧分别滑动连接有卡块（306），两个卡块（306）相互远离的一侧均固定连接有第二弹簧（307）。
6.根据权利要求5所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的两个卡块（306）相互远离的一侧通过第二弹簧（307）分别与两个三角板（305）的内壁之间弹性连接，若干个弹性橡胶块（304）均匀分布在限位孔（303）的内部。
7.根据权利要求5所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的限位杆（204）的尺寸与限位孔（303）的尺寸相适配，齿槽（205）与弹性橡胶块（304）之间卡接，限位杆（204）靠近腕掌关节（301）的一端贯穿限位架（302）延伸至限位孔（303）的内部。
8.根据权利要求5所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的固定板（103）位于两个三角板（305）之间，卡槽（109）的尺寸与卡块（306）的尺寸相适配，卡槽（109）与卡块（306）之间卡接。
9.根据权利要求5所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的主体机构（4）包括固定架（401），固定架（401）上固定连接有滑杆（402），滑杆（402）上滑动连接有驱动块（403），驱动块（403）的两侧均转动连接有连接板（408），固定架（401）的顶部与腕掌关节（301）的底部之间固定连接，腕掌关节（301）远离驱动块（403）的一侧转动连接有近端指板（404），近端指板（404）远离腕掌关节（301）的一端转动连接有远端指板（406），远端指板（406）的底部固定连接有弹性垫（407），远端指板（406）和近端指板（404）上固定连接有拇指外壳（405）。
10.根据权利要求9所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的近端指板（404）的底部与固定板（103）的顶部之间固定连接，近端指板（404）的底部开设有密封舱（104）和通气孔（106），通气孔（106）和气囊（107）之间通过通气孔（106）相连通，活塞杆（102）的顶部通过第一弹簧（105）与密封舱（104）的内壁之间弹性连接，齿轮（201）与近端指板（404）的内壁之间转动连接。
...【技术特征摘要】
1.一种仿生手的拇指腕掌关节，包括缓冲机构（1），其特征在于：所述的缓冲机构（1）的上方设置有限位机构（2），限位机构（2）上设置有关节机构（3），缓冲机构（1）和限位机构（2）均设置在主体机构（4）的内部；
2.根据权利要求1所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的双面齿条（108）贯穿固定板（103）的底部延伸至固定板（103）的上方，双面齿条（108）位于两个活塞杆（102）之间，活塞杆（102）的顶部贯穿固定板（103）的底部延伸至密封舱（104）的内部。
3.根据权利要求1所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的限位机构（2）包括两个齿轮（201），两个齿轮（201）的底部分别啮合有传动齿条（202），两个传动齿条（202）相互远离的一端均滑动连接有伸缩杆（203），伸缩杆（203）远离传动齿条（202）的一端固定连接有限位杆（204），两个限位杆（204）相互靠近的一端均开设有若干个齿槽（205）。
4.根据权利要求3所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的若干个齿槽（205）均匀分布在两个限位杆（204）相互靠近的一端，两个齿轮（201）分别与双面齿条（108）的两侧之间啮合，两个齿轮（201）分别以双面齿条（108）为中心对称分布，两个伸缩杆（203）分别位于缓冲垫（101）的两侧，传动齿条（202）与固定板（103）之间滑动连接。
5.根据权利要求3所述的一种仿生手的拇指腕掌关节，其特征在于：所述的关节机构（3）包括腕掌关节（301），腕掌关节（301）的两侧均固定连接有两个限位架（302），腕掌关节（301）上开设有限位孔（303），限位孔（303）的内部固定连接有若干个弹性橡胶块（304），腕掌关节（301）的两侧均转动连接有三角板（305），两个三角板（305）相互靠近的一侧分别滑动连接有卡块（306），两个卡块（306）相互远离的一侧均固定连接有第二弹簧（307）。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：任雷，钱志辉，赵迪，吴佳南，李健，
申请(专利权)人：月泉仿生厦门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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