本技术属于机器人领域,公开了一种六自由度智能力控模块化灵巧手,其中手掌结构包括手掌外壳和骨架,骨架用于装配手指、大拇指和电机控制系统;电机系统包括第一电机和第二电机;手指均通过连杆机构与第一电机相连,第一电机驱动每根手指的弯曲动作;大拇指具有两个自由度,包括大拇指的弯曲自由度和横向摆动自由度,大拇指的弯曲由第一电机和连杆机构控制,横向摆动由第二电机控制;大拇指通过第二电机控制横向摆动,实现对掌运动,与其他手指协同完成复杂的抓握任务。大拇指的设计具有两个独立的自由度,其中一个用于控制大拇指的弯曲,另一个用于实现大拇指的横向摆动,使大拇指能够与其他手指协同工作,从而提高抓取时的灵活性与精确性。
背景技术
近年来,机器人技术的快速发展推动了灵巧手在工业、医疗等领域的广泛应用。灵巧手的设计要求不仅限于模拟人手的外形,更要在有限的空间内集成机械与电气部件,以实现高效、灵活的抓握功能。然而,在复杂多变的工作环境中,灵巧手需要具备较强的抓握力和灵巧性,这对手指的结构设计提出了较高的要求。如何在提高抓握力的同时,增强手指的灵活性和多样化功能,依然是当前灵巧手结构设计中的关键挑战之一。
现有仿生手的设计大多依赖于多个电机通过绳腱或连杆机构控制手指的弯曲动作。这种设计通常将5个电机置于手掌内部或者手臂中,通过连杆或绳索控制每根手指的弯曲。然而,由于这种系统仅能实现单一方向的抓握动作,手指间的独立性较差,无法精确模拟人手的复杂操作。此外,现有灵巧手的大拇指缺乏根部横向摆动(对掌运动)的功能,导致其在抓握不规则形状或复杂工具时灵活性不足,操作能力受限。手指关节通常仅具备被动自由度,难以实现独立的、灵活的动作,使得现有的灵巧手在灵巧性、抓握力和功能多样性方面存在明显不足。
此外,现有灵巧手大多未配备力反馈系统,导致在抓取过程中无法实时监测抓握力。由于缺乏这种反馈机制,灵巧手在抓取物体时操作的可靠性和安全性大大降低。因此,开发一种具有较高自由度和灵活性的灵巧手,并通过集成力反馈系统提升其抓握力和安全性,成为当前技术发展的重点方向。
此外,现有灵巧手的维护和后续升级过程通常较为复杂,其结构设计时将电机与手指直接与手掌装配在一起,当需要更换升级或维护这些部件时,拆装会导致不必要的材料浪费。为了解决这一问题,进一步优化灵巧手的结构设计,使其能够更加便捷地进行维护升级和拆装,也成为提升灵巧手工业化应用能力的重要方面
实现思路