本發明涉及機器人領域，特別是涉及一種多指靈巧手。

背景技術：

隨著機器人應用領域的不斷擴大，越來越多的實際應用中要求機器人的末端執行器能從事更加復雜，更加智能化的操作。原有簡單的末端執行器因其通用性差，自由度少，靈活性低，無法對多形狀、多尺寸的物體進行靈活性抓取，難以滿足實際應用需求。多指靈巧手可以抓取多種形狀、多尺寸、不同材質的物體，具有靈活度高、可操作性強等特性，安裝到機器人末端，不僅能擴大機器人的作業范圍，還能提高機器人的作業質量，成為了機器人領域研究熱點之一。

傳統多指靈巧手手掌普遍采用剛性結構，其缺點在于：多指靈巧手剛性結構的手掌，僅起支撐和固定作用，靈巧手只能通過手指關節的運動來調整手指的位姿，在很大程度上限制了機器人靈巧手的靈巧性和工作空間；手掌不可動，無法改變其形狀，靈巧手手指間相對位置保持不變，靈巧手只能通過改變手指姿態來實現抓取、放置物體等操作，手掌對靈巧手抓取、放置等操作調節不起任何作用，降低了多指靈巧手的操作質量；手掌固定，靈巧手的整體尺寸和構型不變，降低了靈巧手對不同形狀物體抓取的適應能力。現有技術中采用五桿球面連接件的手掌可變的靈巧手制造難度高，平面內機構尺寸姿態變化幅度較小，逆運動學存在多解情況使得控制難度大等缺點。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種多指靈巧手，該多指可變自由度、靈巧性高，工作空間大，操作質量好，抓取適應能力更強。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：

一種多指靈巧手，包括一條閉鏈和多條開鏈，其特征在于：

所述閉鏈是由第一桿、第二桿、第三桿、第四桿、第五桿構成的一個平面五桿變胞機構，其中，第一桿和第二桿通過第二轉動鉸鏈相連，第二桿和第三桿通過第三轉動鉸鏈相連，第三桿和第四桿通過第四轉動鉸鏈相連，第四桿和第五桿通過第五轉動鉸鏈相連，第五桿和第一桿通過第一轉動鉸鏈相連；

所述開鏈均包括第六桿、第七桿和基座，其中，第六桿的一端通過第六轉動鉸鏈與基座轉動鉸接，所述基座均固定在所述閉鏈上。

進一步的，所述多條開開鏈的基座分別與第二桿、第三桿和第五桿固連。

進一步的，所述第一轉動鉸鏈、所述第二轉動鉸鏈、所述第三轉動鉸鏈、所述第四轉動鉸鏈以及所述第五轉動鉸鏈的軸線相互平行。

進一步的，所述第六轉動鉸鏈的軸線與所述第一轉動鉸鏈的軸線垂直。

進一步的，所述第六桿的另一端通過第七轉動鉸鏈與所述第七桿轉動鉸接。

進一步的，所述第七轉動鉸鏈的軸線與所述第六轉動鉸鏈的軸線平行。

本發明的多指靈巧手，包括一條閉鏈和多條開鏈，其中，閉鏈是由第一桿、第二桿、第三桿、第四桿、第五桿構成的一個平面五桿變胞機構，其中，第一桿和第二桿通過第二轉動鉸鏈相連，第二桿和第三桿通過第三轉動鉸鏈相連，第三桿和第四桿通過第四轉動鉸鏈相連，第四桿和第五桿通過第五轉動鉸鏈相連，第五桿和第一桿通過第一轉動鉸鏈相連；多條開鏈均包括第六桿、第七桿和基座，其中，第六桿的一端通過第六轉動鉸鏈與基座轉動鉸接，所述基座均固定在所述閉鏈上。本發明提供的多指靈巧手靈巧性高，工作空間大，操作質量好，抓取適應能力強。

附圖說明

圖1是本發明多指靈巧手的結構示意圖；

圖2是本發明多指靈巧手中閉鏈的結構示意圖；

圖3是本發明多指靈巧手中一條開鏈的結構示意圖；

圖4是本發明多指靈巧手的變形示意圖；

圖5是本發明多指靈巧手的另一變形示意圖；

圖6是本發明多指靈巧手的另一變形示意圖；

圖7是本發明多指靈巧手的另一變形示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1至圖7，以下通過圖1至圖7對本發明多指靈巧手進行詳細說明。

首先請參閱圖1和圖2，一種在手掌處使用平面五桿變胞機構的多指靈巧手，包括一個閉鏈和多條開鏈，其中，閉鏈是由第一桿（101）、第二桿（102）、第三桿（103）、第四桿（104）、第五桿（105）構成的一個變胞五桿機構；第一桿（101）和第二桿（102）通過第二轉動鉸鏈（202）相連；第二桿（102）和第三桿（103）通過第三轉動鉸鏈（203）相連；第三桿（103）和第四桿(104)通過第四轉動鉸鏈（204）相連；第四桿（104）和第五桿(105)通過第五轉動鉸鏈(205)相連；第五桿(105)和第一桿（101）通過第一轉動鉸鏈（201）相連；第一轉動鉸鏈（201）、第二轉動鉸鏈（202）、第三轉動鉸鏈（203）、第四轉動鉸鏈（204）以及第五轉動鉸鏈（205）的軸線相互平行。

請參閱圖1和圖3，本發明提供的多指靈巧手中的每條開鏈的結構都相同，本實施例中只對其中的一條開鏈進行詳細說明，具體的：開鏈包括第六桿（106）、第七桿（107）和基座（108），其中第六桿（106）的一端通過第六轉動鉸鏈（206）與基座（108）轉動鉸接，第六桿（106）的另一端通過第七轉動鉸鏈（207）與第七桿（107）轉動鉸接。基座（108）固定在閉鏈上，具體的，三條開鏈的基座分別與第二桿（102）、第三桿（103）和第五桿（105）固連。

本實施例中的開鏈與固連在第二桿（102）的基座（108）之間的第六轉動鉸鏈（206）的軸線與第一轉動鉸鏈（201）的軸線垂直。第六轉動鉸鏈（206）的軸線與第七轉動鉸鏈（207）的軸線平行。

本發明中將變胞機構應用到多指靈巧手的手掌，即本發明中多指靈巧手的閉鏈處，平面五桿變胞機構結構相對簡單，制造難度低，控制簡單，可以輕松的實現手掌尺寸和姿態的變化，且變化幅度可以很大，從而使得手掌可以輕松的變換到適合抓取長圓柱體、球體、小的物體、擰物體、捏物體等構型狀態。且通過變胞機構在運動過程中改變機構構態，自由度，實現了手掌構型的改變，大大提高了靈巧手對不同形狀物體抓取的適應能力；本發明中多指靈巧手的閉鏈應用到多指靈巧手的手掌處，使得手掌可動，通過改變手掌位置、形狀，使得靈巧手手指間相對位置發生變化，當通過靈巧手來實現抓取、放置物體等操作時，手掌起到了對靈巧手抓取、放置等操作調節的作用，提高了多指靈巧手的操作質量。

圖4至圖7是本發明多指靈巧手的變形示意圖，具體的：

如圖4所示，在圖1基礎上，驅動第一轉動鉸鏈（201），第五轉動鉸鏈（205）使得第一桿（101）和第四桿（104）與第五桿（105）之間的內角夾角近似為80度，從而使得三根手指，即本發明多指靈巧手中的開鏈，可以相互平行且均勻的相互錯開，變形到這種手掌構型適合抓取長圓柱體等物體，例如礦泉水瓶等，而且手掌對抓取過程中也可以起調節作用，提高了多指靈巧手的操作質量。

如圖5所示，在圖1基礎上，驅動第一轉動鉸鏈（201），使得第一桿（101）與第五桿（105）之間的內角夾角近似為75度，變形到這種手掌構型適合抓取球體等物體，使得手指接觸點分布均勻且延長線過球形心，提高了多指靈巧手的抓取質量，例如網球或礦泉水瓶豎著抓取，同時也可以如圖1所示手掌構型抓取球體等物體。

如圖6所示，在圖1基礎上，驅動第一轉動鉸鏈（201），第五轉動鉸鏈（205）使得第一桿（101）和第四桿（104）與第五桿（105）重合，變形到這種手掌構型適合抓取小的物體，例如彈珠。

如圖7所示，在圖1基礎上，驅動第一轉動鉸鏈（201），第五轉動鉸鏈（205）使得第一桿（101）與第五桿（105）之間的內角近似為160度，第四桿（104）與第五桿（105）之間的內角近似為20度，變形到這種手掌構型，使得右邊的兩根手指處于正對的狀態，右邊的兩根手指適合靈巧手的捏、擰等操作，例如擰螺絲。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。