本發(fā)明涉及到機器人領域，特別涉及到一種仿真智能機器人的手掌關節(jié)總成。

背景技術：

在現(xiàn)有的機器人領域中，關于手掌關節(jié)的結構有許許多多，歸納起來存在以下的不足：1、手掌關節(jié)點少且結構笨拙復雜，靈活度差；2、與真人的手掌關節(jié)的結構相差甚遠，有的雖然有五根手指，但不像真人那樣每根手指的每一節(jié)節(jié)骨都能活動自如，也就是說仿真度差；3、手掌各關節(jié)點采用微型電機功率無法加大，致使手掌各手指收攏時的握緊力小。如何克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種簡單靈活、高仿真、握緊力大的一種仿真智能機器人的手掌關節(jié)總成，就成了本發(fā)明的主要課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種簡單靈活、高仿真、握緊力大的一種仿真智能機器人的手掌關節(jié)總成。為了實現(xiàn)以上的目的，本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的。一種仿真智能機器人的手掌關節(jié)總成，其特征在于掌骨板的前端設置有四根手指側端設置有大拇指，其中大拇指由大拇掌骨、大拇中節(jié)骨、大拇遠節(jié)骨組成，其余四根手指由三節(jié)指節(jié)骨組成，大拇掌骨與大拇中節(jié)骨之間和大拇中節(jié)骨與大拇遠節(jié)骨之間及其余四根指節(jié)骨之間均設有相互配合的且設有鉸接孔的公母鉸接銷耳，各公母鉸接銷耳通過各自的鉸接孔用節(jié)骨關節(jié)銷軸相互鉸接在一起，每根指節(jié)骨關節(jié)銷軸上設置有關節(jié)復位扭簧，每根指節(jié)骨關節(jié)朝向掌骨板方向的關節(jié)鉸接銷耳上設計有一小孔，小孔內(nèi)固定有一根關節(jié)拉線，關節(jié)拉線的另一端與與之對應的指節(jié)骨關節(jié)電機上的指節(jié)骨關節(jié)卷揚輪相連接，每節(jié)指節(jié)骨關節(jié)都設置有一與之對應的指節(jié)骨關節(jié)電機，其中與大拇掌骨對應的大拇掌骨關節(jié)電機放置于掌骨板的凹槽內(nèi)，掌骨板、關節(jié)鉸接銷耳上設置有拉線槽，每根關節(jié)拉線暴露于外表面的部分設計有線套將其包裹，以保護關節(jié)拉線，防止關節(jié)拉線卡死，便于關節(jié)拉線的正常運動。每節(jié)指節(jié)骨、大拇掌骨的手心面與手背面分別根據(jù)人體工學設計有相應的關節(jié)收限位面，以控制各手指關節(jié)的最大彎曲、伸展角度。當手指各關節(jié)執(zhí)行彎曲動作時，各指骨關節(jié)電機及大拇指掌骨關節(jié)電機通過電機上的卷揚輪收緊關節(jié)拉線從而帶動對應的手指關節(jié)完成彎曲動作，當手指各關節(jié)執(zhí)行伸展動作時，各指骨關節(jié)電機及大拇掌骨關節(jié)電機通過電機上的卷揚輪放松關節(jié)拉線，同時，各手指關節(jié)銷軸上的復位扭簧，帶動各手指關節(jié)完成伸展復位動作。掌骨板另一端固定在腕關節(jié)電機的外殼上，腕關節(jié)電機為兩端中心輸出軸，腕關節(jié)扭轉電機與腕關節(jié)叉相連，整個手掌通過腕關節(jié)電機兩端的中心輸出軸定位在腕關節(jié)叉內(nèi)，腕關節(jié)扭轉電機輸出軸上定位有手臂骨桿。當手掌執(zhí)行彎曲伸展動作時，腕關節(jié)電機轉動并通過腕關節(jié)電機外殼帶動掌骨板彎曲伸展，當手掌執(zhí)行扭轉動作時，腕關節(jié)扭轉電機通過其外殼上的腕關節(jié)叉帶動掌骨板扭轉。所述大拇指中節(jié)骨關節(jié)銷軸和大拇掌骨關節(jié)銷軸中心內(nèi)設置有關節(jié)拉線孔，分別用以布置控制大拇遠節(jié)骨關節(jié)和大拇掌骨關節(jié)的拉線。

進一步地，為了使每一節(jié)指節(jié)骨關節(jié)在收攏時有足夠的握緊力盡量增大電機功率也就是增大電機體積，所述指節(jié)骨關節(jié)電機除大拇掌骨關節(jié)電機外，其余均放置于掌骨板另一端的手臂骨桿內(nèi)。因為，手臂骨桿內(nèi)布置空間大，又隱蔽。

進一步地，以上所述的電機均采用帶內(nèi)置編碼器的多級行星齒輪減速器或擺線齒輪減速器的大減速比的永磁交流伺服電機，以減緩電機轉速，讓各關節(jié)的運動速度與人體工學相符，同時增大扭矩。

進一步地，關節(jié)拉線采用柔性，如漁線，以保證其韌性，拉力均符合人體工學。

進一步地，以上所述手掌各節(jié)骨骨塊均采用碳酸纖維或鋁合金制成中空結構，以便于減輕重量。

從以上 的技術方案中可以看出，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有顯著優(yōu)點：結構簡單，操控靈活、高仿真、握緊力大。

為更好地說明本發(fā)明，下面結合具體的實施方式及其實施例附圖作進一步的說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實施例的主視圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖1的A-A剖視圖。

圖4是圖1的B-B剖視圖。

圖5是圖1的C-C剖視圖。

圖6是圖1的D-D剖視圖。

圖7是圖1的E-E剖視圖。

圖8是圖1的F-F剖視圖。

圖9是圖1的A局部放大圖。

圖中：1-掌骨板；2-大拇掌骨卷揚輪；3-大拇掌骨關節(jié)電機；4-腕關節(jié)扭轉電機；5-護套；6-腕關節(jié)扭轉電機輸出軸；7-指節(jié)骨關節(jié)卷揚輪；8-指節(jié)骨關節(jié)電機；9-手臂骨桿；10-扭轉電機軸套；11-拉線套；12-腕關節(jié)叉；13-腕關節(jié)電機；14-大拇掌骨關節(jié)銷軸15-大拇掌骨；16-大拇中節(jié)骨關節(jié)銷軸；17-大拇中節(jié)骨；18-大拇遠節(jié)骨；19-關節(jié)復位扭簧；20-指節(jié)骨關節(jié)銷軸；21-食指近節(jié)骨；22-食指中節(jié)骨；23-食指遠節(jié)骨；24-中指中節(jié)骨；25-中指遠節(jié)骨；26-無名指遠節(jié)骨；27-無名指中節(jié)骨；28-小指遠節(jié)骨；29-中指近節(jié)骨；30-小指中節(jié)骨；31-小指近節(jié)骨；32-手掌硅膠外形；33-腕關節(jié)電機輸出軸；34-拉線套固定板；35-拉線；36-鉸接銷耳；37-大拇拉線槽蓋板；38-拉線槽蓋板；39-關節(jié)收限位面；40-中指遠節(jié)骨；41-小孔。

具體實施方式

從圖1~圖9所示的具體實施例中可以看出，本發(fā)明的掌骨板1的前端分別設置有食指、中指、無名指、小指等四根手指，其側端設置有大拇指，其中大拇指由大拇掌骨15、大拇中節(jié)骨17、大拇遠節(jié)骨18組成，食指、中指、無名指、小指等四根手指均由遠、中、近三節(jié)指節(jié)骨組成，大拇掌骨15與大拇中節(jié)骨17之間和大拇中節(jié)骨17與大拇遠節(jié)骨18之間及食指、中指、無名指、小指等四根指節(jié)骨之間均設有相互配合的且設有鉸接孔的公母鉸接銷耳36，各公母鉸接銷耳36通過各自的鉸接孔用節(jié)骨關節(jié)銷軸20相互鉸接在一起，每根指節(jié)骨關節(jié)銷軸20上設置有關節(jié)復位扭簧19，每根指節(jié)骨關節(jié)朝向掌骨板1方向的關節(jié)鉸接銷耳36上設計有一小孔，小孔內(nèi)固定有一根關節(jié)拉線35，關節(jié)拉線35的另一端與與之對應的指節(jié)骨關節(jié)電機8上的指節(jié)骨關節(jié)卷揚輪7相連接，每節(jié)指節(jié)骨關節(jié)都設置有一與之對應的指節(jié)骨關節(jié)電機8，其中與大拇掌骨15對應的大拇掌骨關節(jié)電機3放置于掌骨板1的凹槽內(nèi)，掌骨板1、關節(jié)鉸接銷耳36上設置有拉線槽，關節(jié)拉線35有線槽的走線槽，暴露于外表面的部分穿過拉線套11，以保護關節(jié)拉線35，防止關節(jié)拉線35卡死，便于關節(jié)拉線35的正常運動。每節(jié)指節(jié)骨、大拇掌骨15的手心面與手背面分別根據(jù)人體工學設計有相應的關節(jié)收限位面39，以控制各手指關節(jié)的最大彎曲、伸展角度。當手指各關節(jié)執(zhí)行彎曲動作時，各指骨關節(jié)電機8及大拇指掌骨關節(jié)電機3通過電機上的卷揚輪7、2收緊關節(jié)拉線35從而帶動對應的手指關節(jié)完成彎曲動作，當手指各關節(jié)執(zhí)行伸展動作時，各指骨關節(jié)電機8及大拇掌骨關節(jié)電機3通過電機上的卷揚輪放松關節(jié)拉線35，同時，各手指關節(jié)銷軸20上的復位扭簧19，帶動各手指關節(jié)完成伸展復位動作。掌骨板1另一端固定在腕關節(jié)電機13的外殼上，腕關節(jié)電機13為兩端中心輸出軸，腕關節(jié)扭轉電機4與腕關節(jié)叉12相連，整個手掌通過腕關節(jié)電機13兩端的中心輸出軸33定位在腕關節(jié)叉12內(nèi)，腕關節(jié)扭轉電機輸出軸6上定位有手臂骨桿9。當手掌執(zhí)行彎曲伸展動作時，腕關節(jié)電機13轉動并通過腕關節(jié)電機13外殼帶動掌骨板1彎曲伸展，當手掌執(zhí)行扭轉動作時，腕關節(jié)扭轉電機4通過其外殼上的腕關節(jié)叉12帶動掌骨板1扭轉。所述大拇指中節(jié)骨關節(jié)銷軸16和大拇掌骨關節(jié)銷軸14中心內(nèi)設置有關節(jié)拉線孔，分別用以布置控制大拇遠節(jié)骨18關節(jié)和大拇掌骨15關節(jié)的拉線35。為了使每一節(jié)指節(jié)骨關節(jié)在收攏時有足夠的握緊力盡量增大電機功率也就是增大電機體積，所述指節(jié)骨關節(jié)電機8（除大拇掌骨關節(jié)電機3）外，其余均放置于掌骨板1另一端的手臂骨桿9內(nèi)。因為，手臂骨桿9內(nèi)布置空間大，又隱蔽。以上所述的電機均采用帶內(nèi)置編碼器的多級行星齒輪減速器或擺線齒輪減速器的大減速比的永磁交流伺服電機，以減緩電機轉速，讓各關節(jié)的運動速度與人體工學相符，同時增大扭矩。所述手掌各骨塊均采用碳酸纖維制成中空結構。

從以上具體的實施方式中，可以看出本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有顯著優(yōu)點：結構簡單，操控伸展收攏靈活自如、配上仿真硅膠外形仿真度高、握緊力大。

以上所列舉的具體實施例僅僅是眾多實施例的一種，無法一一列舉。凡依本發(fā)明的保護范圍所做的改進修改和修飾均屬于本發(fā)明的保護范圍，理應受到保護。