本實(shí)用新型屬于靈巧手技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種手指機(jī)構(gòu)以及具有該手指機(jī)構(gòu)的靈巧手。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，人口紅利不斷減少，并且老齡化的問題越來越嚴(yán)重。更多的重復(fù)性的工作需要由更高效的機(jī)器來替代。這對(duì)于末端執(zhí)行器的功能要求也是越來越苛刻，例如實(shí)現(xiàn)對(duì)于人類工具的操作，物品的抓取挑揀等等。比較典型的應(yīng)用是電子商務(wù)(倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng))領(lǐng)域。對(duì)于訂單快速反應(yīng)的商業(yè)戰(zhàn)略需求，急需尋找替代人工進(jìn)行訂單反應(yīng)的新方式。

隨著靈巧手技術(shù)不斷成熟，使得靈巧手逐漸走出了實(shí)驗(yàn)室，面向廣大的消費(fèi)群體。這就要求靈巧手設(shè)備的價(jià)格不能太高。對(duì)應(yīng)于靈巧手的手指機(jī)構(gòu)的研發(fā)也是同樣的思路。同時(shí)，靈巧手設(shè)備不能過于龐大，應(yīng)該要能適應(yīng)于人類的日常生活場(chǎng)景，包括人類使用的各種生活生產(chǎn)工具。

一般的手指機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)都不單獨(dú)考慮傳感器的安裝問題，往往只是設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，需要自己加設(shè)相應(yīng)的傳感器。不添加傳感器的手指機(jī)構(gòu)雖然也能實(shí)現(xiàn)抓取功能，但是具有很大的局限性，對(duì)于物體的操作，感知都無法提出太高的要求。而對(duì)于自己加設(shè)傳感器的方式來說，補(bǔ)上的傳感器安裝、拆卸和維護(hù)均不方便，不利于手指機(jī)構(gòu)的模塊化的組裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種手指機(jī)構(gòu)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中如何在手指機(jī)構(gòu)中設(shè)置傳感器以提高感知及達(dá)到傳感器拆卸安裝方便的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下。

一方面，本實(shí)用新型提供一種手指機(jī)構(gòu)，包括多個(gè)指節(jié)組件和總線，所述多個(gè)指節(jié)組件之間首尾依次相接，且相鄰的兩個(gè)所述指節(jié)組件轉(zhuǎn)動(dòng)連接，每個(gè)所述指節(jié)組件均包括用于實(shí)現(xiàn)相互連接以實(shí)現(xiàn)手指構(gòu)型的基體模塊、安裝于所述基體模塊上并用于感知被抓取物品的觸覺傳感器；所述基體模塊包括用于安裝所述觸覺傳感器的本體部，所述本體部設(shè)有用于容納所述觸覺傳感器的安裝槽、及總線容納槽，所述手指機(jī)構(gòu)設(shè)有出線孔，所述總線在所述總線容納槽中延伸并伸出所述出線孔，以將所述觸覺傳感器電連接至控制中心。

其中，所述觸覺傳感器包括固定安裝于所述本體部上的電路板及貼設(shè)于所述電路板上并朝向被抓取物品的傳感器本體，所述總線電連接至所述電路板。

其中，所述觸覺傳感器還包括固定安裝于所述電路板一側(cè)的總線接口，所述本體部設(shè)有與所述安裝槽相通且用于嵌設(shè)所述總線接口的嵌設(shè)槽，所述總線電連接至所述總線接口。

其中，所述基體模塊還包括沿所述本體部?jī)啥送怀鲅由觳⒂糜谂c相鄰所述基體模塊連接的第一連接部和第二連接部，所述第一連接部與相鄰所述基體模塊的所述第二連接部轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

其中，所述總線經(jīng)所述總線容納槽朝向所述第一連接部或所述第二連接部方向延伸至所述基體模塊外，并進(jìn)入相鄰的所述基體模塊中的所述總線容納槽內(nèi)。

其中，所述手指機(jī)構(gòu)還包括角度傳感器，所述角度傳感器安裝至所述第二連接部，用于獲取相鄰所述指節(jié)組件間角度變化信息，所述角度傳感器與所述電路板電連接。

其中，所述總線容納槽和所述安裝槽分別設(shè)置在所述本體部的相鄰的兩個(gè)側(cè)面上，所述角度傳感器與所述總線容納槽位于所述本體部的同側(cè)，電連接在所述角度傳感器和所述電路板之間的導(dǎo)線收納在所述總線容納槽中。

其中，所述第一連接部包括相互間隔設(shè)置并形成插接槽的兩個(gè)插接塊，并于所述插接塊上設(shè)有與相鄰所述第二連接部鉸接的轉(zhuǎn)軸孔；所述第二連接部包括相對(duì)設(shè)置并形成連接槽的第一安裝塊和第二安裝塊，所述第一安裝塊上設(shè)有與相鄰所述基體模塊鉸接的軸接孔，所述第二安裝塊上固定安裝所述角度傳感器，所述插接塊容納于所述連接槽內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿入所述轉(zhuǎn)軸孔及所述軸接孔。

其中，所述第二安裝塊設(shè)有容置所述角度傳感器的收容槽、位于所述收容槽槽壁上以與所述角度傳感器側(cè)邊配合的滑動(dòng)槽以及位于所述收容槽底部并用于限制所述角度傳感器的限位槽，所述角度傳感器設(shè)有嵌合于所述限位槽的限位柱。

另一方面，本實(shí)用新型提供一種靈巧手，包括前述手指機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)效果是：通過手指機(jī)構(gòu)包括多個(gè)依次連接的指節(jié)組件，且在各所述指節(jié)組件的基體模塊上安裝所述觸覺傳感器有利于提高靈巧手的感知能力。而且通過在每個(gè)指節(jié)組件的基體模塊的本體部上設(shè)置總線容納槽和安裝槽，將觸覺傳感器安裝在安裝槽內(nèi)，并在總線容納槽中布置總線，通過總線實(shí)現(xiàn)將所述觸覺傳感器電連接至靈巧手的控制中心，使得靈巧手的布線隱藏在指節(jié)內(nèi)部，手指機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)抓取的功能，還具有理線以及保護(hù)信號(hào)總線的功能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手指機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1中指節(jié)部件的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是圖2中指節(jié)部件的分解圖；

圖4是圖2中基體模塊的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本實(shí)用新型提供的手指機(jī)構(gòu)總線布線示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1至圖5，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手指機(jī)構(gòu)包括多個(gè)指節(jié)組件50及總線L(如圖5所示)。多個(gè)指節(jié)組件50之間首尾依次相接，且相鄰的兩個(gè)指節(jié)組件50轉(zhuǎn)動(dòng)連接。各指節(jié)組件50包括用于實(shí)現(xiàn)相互連接以實(shí)現(xiàn)手指構(gòu)型的基體模塊52、安裝于基體模塊52上并朝向被抓取物品一側(cè)用于感知被抓取物品的觸覺傳感器54?；w模塊52包括用于安裝觸覺傳感器54的本體部521、沿本體部521兩端突出延伸并用于與相鄰基體模塊52連接的第一連接部522和第二連接部523，第二連接部523上安裝有角度傳感器56，其中第一連接部522與相鄰基體模塊52的第二連接部523轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本體部521設(shè)有用于容納觸覺傳感器54的安裝槽5210及總線容納槽5214，手指機(jī)構(gòu)設(shè)有出線孔601，總線L在總線容納槽5214中延伸并伸出出線孔601，以將觸覺傳感器54及角度傳感器56電連接至控制中心。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的手指機(jī)構(gòu)包括四個(gè)依次連接的指節(jié)組件50，且在各指節(jié)組件50的每個(gè)基體模塊52上安裝觸覺傳感器54和角度傳感器56，有利于提高手指機(jī)構(gòu)的感知能力，并通過設(shè)置本體部521、第一連接部522和第二連接部523以實(shí)現(xiàn)對(duì)指節(jié)組件50上觸覺傳感器54和角度傳感器56的支撐和固定，使得結(jié)構(gòu)緊湊，并且實(shí)現(xiàn)了相鄰指節(jié)組件50之間的連動(dòng)，使得手指機(jī)構(gòu)活動(dòng)靈活。

在該實(shí)施例中，第一連接部522、本體部521和第二連接部523沿手指機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度方向依次相連設(shè)置，且觸覺傳感器54設(shè)置于本體部521上并朝向各指節(jié)組件50接觸抓取物件的一側(cè)，用于感觸被抓取物件，并在第二連接部523的側(cè)邊安裝有角度傳感器56，用于獲取相鄰兩指節(jié)組件50間角度變化信息，例如包括轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

請(qǐng)參照?qǐng)D2至圖3，進(jìn)一步地，觸覺傳感器54包括固定安裝于本體部521上的電路板542、貼設(shè)有電路板542上并朝向被抓取物品的傳感器本體544，總線L電連接至電路板542。傳感器本體544固定設(shè)于電路板542的背面上并用于感知被抓取物品。電路板542用于將傳感器本體544獲取的信號(hào)處理為通過總線傳輸?shù)男盘?hào)。較優(yōu)方式下，角度傳感器56電性連接于電路板542，電路板542用于將傳感器本體544以及角度傳感器56獲取的信號(hào)處理為通過總線傳輸?shù)男盘?hào)，從而加強(qiáng)了指節(jié)組件50的集成度。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，進(jìn)一步地，觸覺傳感器54還包括固定安裝于電路板542一側(cè)的總線接口540，本體部521設(shè)有容置并固定電路板542的安裝槽5210以及與安裝槽5210相通且用于嵌設(shè)總線接口540的嵌設(shè)槽5212?？偩€L的一端電連接至總線接口540?？偩€接口540安裝于觸覺傳感器54上并收容于嵌設(shè)槽5212內(nèi)。嵌設(shè)槽5212設(shè)置于安裝槽5210的槽底，以使總線接口540、電路板542和傳感器本體544能夠完全收容于嵌設(shè)槽5212和安裝槽5210中。

進(jìn)一步地，

本體部521還設(shè)有容納總線的總線容納槽5214，總線容納槽5214與嵌設(shè)觸覺傳感器54的嵌設(shè)槽5212相通，總線L插接在總線接口540上并收容于總線容納槽5214中。具體的，總線容納槽5214和安裝槽5210分別設(shè)置在本體部521的相鄰的兩個(gè)側(cè)面上，角度傳感器56與總線容納槽5214位于本體部521的同側(cè)，電連接在角度傳感器56和電路板542之間的導(dǎo)線收納在總線容納槽5214中。相連的多指節(jié)組件50的總線容納槽5214位于手指機(jī)構(gòu)的同側(cè)，并構(gòu)成相通的走線空間。具體的，總線L分別電連接至各指節(jié)組件50的總線接口540，經(jīng)總線容納槽5214朝向第一連接部522或第二連接部523方向，依次延伸至相鄰的基體模塊52的總線容納槽5214，直至走線至出線孔601。具體的，總線L包括多根信號(hào)線，由多個(gè)指節(jié)組件50連接構(gòu)成的手指機(jī)構(gòu)的一個(gè)相對(duì)末端的指節(jié)組件50，具體的可以為手指機(jī)構(gòu)的相對(duì)自由端，多根信號(hào)線的一端連接于該相對(duì)末端的指節(jié)組件50的總線接口540，另一端分別經(jīng)該指節(jié)組件50的總線容納槽5214朝向朝向第一連接部522或第二連接部523方向，延伸進(jìn)入相鄰的指節(jié)組件50的總線容納槽5214，該相鄰的指節(jié)組件50的總線接口540連接有多根數(shù)據(jù)線，該多根數(shù)據(jù)線的另一端分別對(duì)應(yīng)搭接于末端的指節(jié)組件50延伸而來的多根數(shù)據(jù)線上，進(jìn)而延伸至下一相鄰的指節(jié)組件50。依次類推，即由末端的指節(jié)組件50延伸出的多根數(shù)據(jù)線分別進(jìn)入到依次連接的指節(jié)組件50，多根數(shù)據(jù)線分別通過搭接至進(jìn)入的指節(jié)組件50中連接于其內(nèi)的總線接口540的多根數(shù)據(jù)線，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一總線通信。具體的，總線L包括但不限于四根信號(hào)線。從而提供電性連接各指節(jié)組件50的總線接口540的總線統(tǒng)一走線至手指機(jī)構(gòu)外部，充分利用指節(jié)組件50的結(jié)構(gòu)空間實(shí)現(xiàn)內(nèi)部走線，便于通信數(shù)據(jù)線的管理。

在本實(shí)施方式中，觸覺傳感器54與總線接口540電性連接，總線通過總線容納槽5214收容，并與總線接口540連接。其中，在觸覺傳感器54拆卸時(shí)，取下觸覺傳感器54，并從總線接口540上拔掉總線，即完成拆卸；在觸覺傳感器54安裝時(shí)，將總線插接在總線接口540上，將電路板542以及傳感器本體544安裝在安裝槽5210內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)安裝。觸覺傳感器54的安裝以及拆卸方式簡(jiǎn)單、方便，且易于操作。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，進(jìn)一步地，觸覺傳感器本體544之背離電路板542的一側(cè)涂覆有硅膠涂層(未圖示)。通過在傳感器本體544的外表面涂覆一層硅膠涂層，以對(duì)傳感器本體544起到保護(hù)作用，以及增加指節(jié)組件50與被抓取物體之間的接觸面積及摩擦力的作用。

在其他實(shí)施例中，硅膠涂層可以采用其他涂層材料替代，不限于此。

請(qǐng)參照?qǐng)D2至圖4，進(jìn)一步地，第一連接部522包括相互間隔設(shè)置并形成插接槽5222的兩個(gè)插接塊5224，并于插接塊5224上設(shè)有與相鄰第二連接部523鉸接的轉(zhuǎn)軸孔5226。插接塊5224容納于第二連接部523的連接槽5233內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸59穿入轉(zhuǎn)軸孔5226及軸接孔5234內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了第二連接部523于相鄰的第一連接部522的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

請(qǐng)參照?qǐng)D2至圖4，進(jìn)一步地，第二連接部523包括相對(duì)設(shè)置并形成連接槽5233的第一安裝塊5230和第二安裝塊5232，第一安裝塊5230上設(shè)有與相鄰基體模塊52鉸接的軸接孔5234，第二安裝塊5232上固定安裝有角度傳感器56。具體的，第二安裝塊5232設(shè)置于靠近總線容納槽5214的所在側(cè)。角度傳感器56嵌設(shè)于第二安裝塊5232內(nèi)，第一安裝塊5230與第二安裝塊5232平行設(shè)置。第一安裝塊5230、第二安裝塊5232與本體部521和第一連接部522一體成型而制成，可以理解的是，本發(fā)明并不限于此，也可以為分別制作然后通過膠粘合或者螺釘緊固成為整體的制作方式。

在該實(shí)施例中，相鄰兩指節(jié)組件50利用第一連接部522與第二連接部523相互配合，并通過鉸接于轉(zhuǎn)軸孔5226、5234的轉(zhuǎn)動(dòng)軸59使得相鄰兩指節(jié)組件50轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

請(qǐng)參照?qǐng)D2至圖4，進(jìn)一步地，第二安裝塊5232設(shè)有容置角度傳感器56的收容槽524、位于收容槽524槽壁上以與角度傳感器56側(cè)邊配合的滑動(dòng)槽525，以及位于收容槽524底部并用于限制角度傳感器56的限位槽526，角度傳感器56設(shè)有嵌合于限位槽526的限位柱560。通過在第二連接部523的第二安裝塊5232上設(shè)置收容槽524，以將角度傳感器56收容于第二連接部523內(nèi)，使得角度傳感器56與基體模塊52的結(jié)合更加緊湊。通過在第二安裝塊5232上設(shè)置滑動(dòng)槽525，以使角度傳感器56可以從一側(cè)滑入收容槽524內(nèi)，以便于安裝，并且在收容槽524的槽底設(shè)置限位槽526，隨著角度傳感器56滑入滑動(dòng)槽525內(nèi)時(shí)，限位柱560插入限位槽526內(nèi)，以使角度傳感器56固定于收容槽524中，從而避免角度傳感器56沿滑動(dòng)槽525的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。利用滑動(dòng)槽525的外壁擋止于角度傳感器56的外表面上，從而防止角度傳感器56沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸59的軸向移動(dòng)，以及繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸59的轉(zhuǎn)動(dòng)。

需要說明的是：轉(zhuǎn)動(dòng)軸59的軸向垂直于滑動(dòng)槽525的長(zhǎng)度方向，限位柱560的軸向與轉(zhuǎn)動(dòng)軸59的軸向一致。

請(qǐng)參照?qǐng)D2至圖4，進(jìn)一步地，基體模塊52還包括固定安裝于本體部521的第一蓋板527，第一蓋板527用于遮擋總線容納槽5214。通過將觸覺傳感器54嵌設(shè)于安裝槽5210中，且觸覺傳感器54的外表面與本體部521的外表面齊平或者略凸出于本體部521的外表面，以減小各指節(jié)組件50的體積，結(jié)構(gòu)緊湊。通過螺絲固定的方式將第一蓋板527固定于本體部521上。

請(qǐng)參照?qǐng)D2至圖4，在該實(shí)施例中，觸覺傳感器54上電性連接有嵌設(shè)于嵌設(shè)槽5212內(nèi)的總線接口540，第一蓋板527設(shè)有使總線接口540固定的缺口5270。總線接口540安裝于觸覺傳感器54上并收容于嵌設(shè)槽5212內(nèi)，且總線接口540沿靠近第一蓋板527一側(cè)定位于缺口5270，從而使總線接口540更加牢固的固定于嵌設(shè)槽5212與缺口5270內(nèi)。

請(qǐng)參閱圖5，手指機(jī)構(gòu)包括四個(gè)首尾依次相接的指節(jié)組件50及分別位于首端和尾端的兩個(gè)指尖結(jié)構(gòu)60。指尖結(jié)構(gòu)60與指節(jié)組件50之間設(shè)置為插槽式連接。本實(shí)施方式中，其中一個(gè)指尖結(jié)構(gòu)60設(shè)有出線孔601，其它實(shí)施方式中，出線孔601也可以設(shè)置在任意一個(gè)指節(jié)組件50上?？偩€L在總線容納槽5214內(nèi)延伸，總線L的一端電連接至觸覺傳感器54的電路板542，電線L的另一端從出線孔601伸出，以與靈巧手的控制中心電連接，靈巧手的控制中心位于用于驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器中。

具體而言，總線L從總線接口540經(jīng)第一連接部522或第二連接部523延伸至基體模塊52外，并進(jìn)入相鄰的基體模塊52中的總線容納槽5214內(nèi)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的靈巧手包括上述手指機(jī)構(gòu)。該實(shí)施例中的手指機(jī)構(gòu)與上述各實(shí)施例中的手指機(jī)構(gòu)具有相同的結(jié)構(gòu)，且所起作用也相同，此處不贅述。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。