CN108890677B - 指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，包括上座板和底座板，两者之间通过导向联结杆固定成整体，上座板上间隔安装两个丝杠轴伺服电机，两个丝杠轴伺服电机的丝杠分别通过丝杠螺母座连接中空指尖驱动板和指根驱动板，中空指尖驱动板和指根驱动板各安装有两个直线轴承，四个直线轴承中分别固定所述四根导向联结杆；还包括柔性手指，其头部固定安装在中空指尖驱动板上，中部通过指根铰链座与底座板连接，尾部通过弯杆铰链座与所述指根驱动板连接，两个丝杠轴伺服电机通过丝杆螺母机构将旋转运动转化为直线运动，分别驱动柔性手指指根节、指尖节转动，可靠抓持状态尺寸各异的物体、抓取范围广，具有柔性自适应的效果。

Description

指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手

技术领域

本发明涉及工业机器人、服务机器人、分拣包装机械手、机电一体化技术领域，尤其是一种指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手。

背景技术

针对轻工和食品行业的大规模生产，为满足形状复杂、物性多样的原材料、半成品、成品的物流和包装的需要，解决简单劳动的用工成本高、劳动条件差等问题，需要物流抓取的末端抓持器，例如欠驱动机械手，现有技术中常用的欠驱动机械手的手指部分为刚性变约束结构，每根手指共三个自由度。在单电机驱动下，未接触被抓取物体时手指任意点的运动轨迹是固定不变的、会对小的被抓取物体的支撑面(如输送带)产生干涉。接触被抓取物体时需要克服两个扭弹簧作用，其作用点、作用力的大小方向不可改变。既不能适应前述被抓持复杂对象的形状、尺寸不一致，又不能满足接触力不损坏且可靠抓持复杂对象的特殊性要求，同时还会对被抓持复杂对象产生较大冲击。

因此，刚性结构的欠驱动机械手适应性不好，不能有效地抓持材料性质、形状尺寸及位置状态差别较大的对象，例如形状不规则、大小差别大的物体(瓜果、蔬菜)、易碎的脆性物体(禽蛋、玻璃陶瓷制品)、易变形的软性物体(面包、软包装物品)以及异形的、位置状态混乱且难理顺的物体(酒瓶、化妆品瓶)等。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，抓取姿态可调、接触力的作用点可调，抓取范围更广，能够对材料性质、形状尺寸及位置状态差别较大的对象进行有效的加持和抓取，具有柔性自适应的抓取效果。

本发明所采用的技术方案如下：

一种指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，包括上座板和底座板，所述上座板和底座板之间通过四根导向联结杆固定成一个整体，上座板上间隔安装有两个丝杠轴伺服电机，两个丝杠轴伺服电机的丝杠分别通过丝杠螺母座连接中空指尖驱动板和指根驱动板，两根丝杠的末端分别通过两个带座轴承支撑于所述底座板上，所述中空指尖驱动板和指根驱动板分别安装有两个直线轴承，四个直线轴承中分别套在所述四根导向联结杆上；还包括柔性手指，柔性手指的指尖驱动零件固定安装在所述中空指尖驱动板上，柔性手指的指根转动部分通过指根铰链座与所述底座板连接，柔性手指的指根驱动零件通过弯杆铰链座与所述指根驱动板连接，两个丝杠轴伺服电机分别通过各自的丝杠带动指根驱动板和中空指尖驱动板、在各自两根导向联结杆的导向下做上下直线运动。

其进一步技术方案在于：

所述柔性手指的安装结构为：包括通过螺纹依次连接的右旋螺纹杆、左右旋螺纹套和左旋螺纹杆，所述右旋螺纹杆通过螺母固定在中空指尖驱动板上，左旋螺纹杆的下端通过两个第一厚垫圈铰链连接指尖节，外形呈扇形的指尖节是U形中空的结构；还包括中指节，中指节两端分别通过扭弹簧芯轴及扭弹簧铰接有指尖节和指根节，中指节和指根节也都是U形中空的结构，指根节上固定连接有异形板，异形板的截面呈三角形，三角形的一边呈内凹弧形，内凹弧形的一端铰接有指根铰链座，内凹弧形的另一端铰接折弯形的弯杆，弯杆另一端连接于安装在指根驱动板上的弯杆铰链座上。

所述指根节和异形板之间设有第二厚垫圈，指根节、第二厚垫圈和异形板通过销钉固定成整体；所述指根节与指根铰链座之间设有薄垫圈，指根节、薄垫圈、指根铰链座和异形板通过圆柱销形成铰链连接；所述弯杆推动异形板使指根节转动。

位于中指节一端的扭弹簧芯轴上套有小刚度扭弹簧，位于中指节另一端的扭弹簧芯轴上套有大刚度扭弹簧，小刚度扭弹簧及大刚度扭弹簧的两侧均通过两根扭弹簧挡销预紧。

所述柔性手指设有三个，三个柔性手指在空间位置沿圆周均布，用来垂直抓取圆形物体；或者垂直抓取方形物体时，左侧一个柔性手指位于等腰三角形的顶角上、右侧两个柔性手指分别位于等腰三角形的两个底角上，过顶点且与底边相切的圆与所述沿圆周均布的圆同心，即垂直抓取圆形和方形物体的机械手坐标原点不变。

所述中空指尖驱动板中部成镂空结构，镂空处供所述弯杆的上部和指根驱动板通过。

所述上座板呈T形结构，沿T形结构的对称轴间隔开有两个定位孔，所述对称轴两侧的T形结构对称两端各开有一个定位孔，四个定位孔中分别固定所述四根导向联结杆的上端，底座板上相应位置处开有与所述四个定位孔同轴的定位孔，用于固定所述导向联结杆的下端。底座板上还有两个安装带座轴承的定位孔，带座轴承上的定位止口与这个定位孔间隙配合；两个丝杠轴伺服电机转子的输出是丝杠，两个带座轴承分别在丝杠末端提供支撑。

所述四根导向联结杆上下两端分别通过圆柱面与八个定位孔间隙配合，并用螺母将上座板和底座板固定成一体。

中空指尖驱动板和指根驱动板由两根导向联结杆导向和一个丝杠轴伺服电机驱动；中空指尖驱动板和指根驱动板上各开有两个同轴的通孔，分别通过所述四根导向联结杆中的相应两根，这四个通孔分别与直线轴承的圆柱面间隙配合，直线轴承套在导向联结杆上，以导向联结杆为导向；中空指尖驱动板和指根驱动板上各有一个安装丝杠螺母座的定位孔，丝杠螺母座上的定位止口与这个定位孔间隙配合。

指根驱动板上开有五个T型槽，弯杆铰链座在T型槽内导向，并通过螺钉进行固定。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过丝杠轴伺服电机的控制，可以调整根指节与被抓物体的角度，实现接触点位置的调整，对被抓物体接触点位置的调整，可以根据情况选择接触力的作用点，以及作用力的方向，使抓取过程不对物体造成形变以及损伤，抓取更精确可靠；同时，调整根指节与被抓物体的角度，可以适应抓取物体尺寸的较大变化，适应垂直抓取圆柱形、球形、方形物体，或水平抓取圆柱形、方形物体。

2.本发明通过另一个丝杠轴伺服电机的控制，直接驱动指尖节转动，克服指根节与中指节连接铰链上大刚度扭弹簧、中指节与指根节连接铰链上小刚度弹簧的两个扭矩，来抓取物体，抓取力的作用点和力的大小与丝杠轴伺服电机的角位移相关；通过大刚度扭弹簧、小刚度弹簧的参数优化，使抓取力的作用点和力的大小有柔性自适应性效果。

3.本发明通过改变柔性手指的相对安装位置，保证在机械手坐标原点不变的前提下，适应垂直抓取圆柱形、球形、方形物体。

4.本发明的中空指尖驱动板的中部镂空，指根驱动板7既可以在中空指尖驱动板的上方运动、也可以在中空指尖驱动板4的下方运动，增大了抓取范围。

5.本发明额右旋螺纹杆、左右旋螺纹套和左旋螺纹杆螺纹连接，由于各自是左右旋螺纹，转动左右旋螺纹套并用螺母锁紧，可以调节长度，增大了抓取范围。

6.本发明弯杆铰链座在指根驱动板上的T型槽内有定位移动、靠螺钉固定，通过调节弯杆铰链座在指根驱动板上的位置，调整柔性手指的初始状态，增大了抓取范围。

附图说明

图1为图2中A-A剖仰视图；

图2为图3中B-B剖主视图(本发明全剖视图)；

图3为图2中C-C剖俯视图；

图4为图2中D-D剖俯视图；

图5为本发明的柔性手指部件的主视图；

图6为图5中E-E局部剖视图；

图7为图5中F-F局部剖视图；

图8为图5中G-G局部剖视图；

图9为本发明的上座板零件H-H剖视图；

图10为本发明的上座板零件俯视图；

图11为本发明的中空指尖驱动板零件I-I剖视图；

图12为本发明的中空指尖驱动板零件俯视图；

图13为本发明的指根驱动板零件J-J剖视图；

图14为本发明的指根驱动板零件俯视图；

图15为本发明的底座板零件K-K剖视图；

图16为本发明的底座板零件俯视图；

图17为本发明的柔性手指部件的指尖节零件L-L剖视图；

图18为本发明的柔性手指部件的指尖节零件俯视图；

图19为本发明的柔性手指部件的中指节零件M-M剖视图；

图20为本发明的柔性手指部件的中指节零件俯视图；

图21为本发明的柔性手指部件的弯杆零件主视图；

图22为本发明的柔性手指部件的弯杆零件右视图；

图23为本发明的柔性手指部件的异形板零件主视图；

图24为本发明的柔性手指部件的异形板零件俯视图。

其中：1、丝杠轴伺服电机；2、上座板；3、导向联结杆；4、中空指尖驱动板；5、丝杠螺母座；6、弯杆铰链座；7、指根驱动板；8、直线轴承；9、指根铰链座；10、底座板；11、带座轴承；12、柔性手指；1a、右旋螺纹杆；2a、左右旋螺纹套；3a、左旋螺纹杆；4a、指尖节；5a、扭弹簧芯轴；6a、小刚度扭弹簧；7a、扭弹簧挡销；8a、中指节；9a、大刚度扭弹簧；10a、指根节；11a、异形板；12a、弯杆；13a、薄垫圈；14a、第一厚垫圈；15a、第二厚垫圈。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，包括上座板2和底座板10，上座板2和底座板10之间通过四根导向联结杆3固定成一个整体，上座板2上间隔安装有两个丝杠轴伺服电机1，两个丝杠轴伺服电机1的丝杠分别通过丝杠螺母座5连接中空指尖驱动板4和指根驱动板7，两根丝杠的末端分别通过两个带座轴承11支撑于底座板10上，中空指尖驱动板4和指根驱动板7分别安装有两个直线轴承8，四个直线轴承8中分别套在四根导向联结杆3上；还包括柔性手指12，柔性手指12的指尖驱动零件固定安装在中空指尖驱动板4上，柔性手指12的指根转动部分是通过指根铰链座9与底座板10连接，柔性手指12的指根驱动零件是通过弯杆铰链座6与指根驱动板7连接，两个丝杠轴伺服电机1分别通过各自的丝杠带动指根驱动板7和中空指尖驱动板4、在各自两根导向联结杆3的导向下做上下直线运动。

如图5、图6、图7和图8所示，柔性手指12的安装结构为：包括通过螺纹依次连接的右旋螺纹杆1a、左右旋螺纹套2a和左旋螺纹杆3a，右旋螺纹杆1a通过螺母固定在中空指尖驱动板4上，左旋螺纹杆3a的下端通过两个第一厚垫圈14a铰链连接指尖节4a；还包括中指节8a，中指节8a两端分别通过扭弹簧芯轴5a及扭弹簧铰接有指尖节4a和指根节10a，指根节10a上固定连接有异形板11a；

指根节10a和异形板11a之间设有第二厚垫圈15a，指根节10a、第二厚垫圈14a和异形板11a通过销钉固定成整体；指根节10a与指根铰链座9之间设有薄垫圈13a，指根节10a、薄垫圈13a、指根铰链座9和异形板11a通过圆柱销形成铰链连接；弯杆12a推动异形板11a使指根节10a转动。

位于中指节8a一端的扭弹簧芯轴5a上套有小刚度扭弹簧6a，位于中指节8a另一端的扭弹簧芯轴5a上套有大刚度扭弹簧9a，小刚度扭弹簧6a及大刚度扭弹簧9a的两侧均通过两根扭弹簧挡销7a预紧。

如图5、图17和图18所示，外形呈扇形的指尖节4a是U形中空的结构，中指节8a和指根节10a也都是U形中空的结构；

如图5、图23和图24所示，异形板11a的截面呈三角形，三角形的一边呈内凹弧形，内凹弧形的一端铰接有指根铰链座9，内凹弧形的另一端铰接折弯形的弯杆12a，弯杆12a另一端连接于安装在指根驱动板7上的弯杆铰链座6上。

如图3所示，柔性手指12设有三个，三个柔性手指12在空间位置沿圆周均布，用来垂直抓取圆形物体；或者垂直抓取方形物体时，左侧一个柔性手指12位于等腰三角形的顶角上、右侧两个柔性手指12分别位于等腰三角形的两个底角上，过顶点且与底边相切的圆与所述沿圆周均布的圆同心，即垂直抓取圆形和方形物体的机械手坐标原点不变。

中空指尖驱动板4中部成镂空结构，镂空处供弯杆12a的上部和指根驱动板7通过。

如图2、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15和图16所示，上座板2呈T形结构，沿T形结构的对称轴间隔开有两个定位孔，对称轴两侧的T形结构对称两端各开有一个定位孔，四个定位孔中分别固定四根导向联结杆3的上端，底座板10上相应位置处开有与四个定位孔同轴的定位孔，用于固定导向联结杆3的下端。底座板10上还有两个安装带座轴承11的定位孔，带座轴承11上的定位止口与这个定位孔间隙配合；两个丝杠轴伺服电机1转子的输出是丝杠，两个带座轴承11分别在丝杠末端提供支撑。

四根导向联结杆3上下两端分别通过圆柱面与八个定位孔间隙配合，并用螺母将上座板2和和底座板10固定成一体。

中空指尖驱动板4和指根驱动板7由两根导向联结杆3导向和一个丝杠轴伺服电机1驱动；中空指尖驱动板4和指根驱动板7上各开有两个同轴的通孔，分别通过四根导向联结杆3中的相应两根，这四个通孔分别与直线轴承8的圆柱面间隙配合，直线轴承8套在导向联结杆上，以导向联结杆3为导向；中空指尖驱动板4和指根驱动板7上各有一个安装丝杠螺母座5的定位孔，丝杠螺母座5上的定位止口与这个定位孔间隙配合。

如图1所示，指根驱动板7上开有五个T型槽，弯杆铰链座6在T型槽内导向、并通过螺钉进行固定。

本实施例的指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，克服了现有技术中的机械手不能抓持复杂对象的缺陷，其安装原理如下：

两个丝杠轴伺服电机1通过丝杠螺母座5将旋转运动转化为直线运动，驱动三个柔性手指12工作，其中一个丝杠轴伺服电机1直接驱动三个柔性手指12的指根节10a转动，从而适应物体尺寸的变化，另一个丝杠轴伺服电机1直接驱动三个柔性手指12的指尖节4a转动、从而可靠地抓持物体。通过改变三个柔性手指12的安装位置，适应垂直抓取圆柱形、方形、球形、椭球形物体，或水平抓取圆柱形、方形物体。通过带角位移反馈编码器的电机角位移控制，抓取姿态可调、接触力的作用点可调，因此抓取复杂对象时，抓取范围更广；指尖节4a和中指节8a之间的铰链上小刚度扭弹簧6a、中指节8a和指根节10a之间的铰链上大刚度扭弹簧9a，以及丝杠轴伺服电机1直接驱动指尖节4a，柔性结构产生了柔性自适应的抓取效果。

如图1-4所示，两个丝杠轴伺服电机1固定在上座板2上，中空指尖驱动板4和指根驱动板7上各安装了一个丝杠螺母座5和两个直线轴承8，一个丝杠轴伺服电机1驱动中空指尖驱动板4，另一个丝杠轴伺服电机1驱动指根驱动板7，中空指尖驱动板4和指根驱动板7各自靠两个直线轴承8在导向联结杆3的导向下直线运动；由于中空指尖驱动板4的中部是镂空的，指根驱动板7既可以在中空指尖驱动板4的上方、也可以在中空指尖驱动板4的下方；两个带座轴承11分别安装在底座板10上，用来支撑两个丝杠轴伺服电机1的丝杠；上座板2上一个丝杠轴伺服电机1定位孔、中空指尖驱动板4上那个丝杠螺母座5定位孔和底座板10上一个带座轴承11定位孔保证同轴，上座板2上另一个丝杠轴伺服电机1定位孔、指根驱动板7上那个丝杠螺母座5定位孔和底座板10上另一个带座轴承11定位孔保证同轴；上座板2和底座板10上的四根导向联结杆3定位孔保证同轴，四根导向联结杆3上下两端各有圆柱面与这八个定位孔间隙配合，四根导向联结杆3将上座板2和底座板10固定成一个整体；

三个柔性手指12的安装可以是圆形均布安装，也可以是一个柔性手指12和另一平行平面上的两个柔性手指12中间对称安装；柔性手指12上的右旋螺纹杆1a靠螺母固定在中空指尖驱动板4，柔性手指12上的弯杆12a的一端与弯杆铰链座6铰链连接，弯杆铰链座6可以在指根驱动板7上的T型槽内有定位移动、靠螺钉固定；如图7所示，从外到内分别是指根节10a、薄垫圈13a、指根铰链座9和异形板11a，这四种零件靠圆柱销形成铰链连接。

如图5-8所示，柔性手指12中，右旋螺纹杆1a、左右旋螺纹套2a、左旋螺纹杆3a这三个零件螺纹连接，由于各自是左右旋螺纹，所以转动左右旋螺纹套2a并用螺母锁紧，可以调节长度；如图6所示，左旋螺纹杆3a的下端削扁，与指尖节4a和两个第一厚垫圈14a形成铰链连接；指尖节4a与中指节8a之间靠扭弹簧芯轴5a铰链连接，扭弹簧芯轴5a套有小刚度扭弹簧6a，小刚度扭弹簧6a靠两根扭弹簧挡销7a预紧；同样，中指节8a与指根节10a之间靠扭弹簧芯轴5a铰链连接，扭弹簧芯轴5a套有大刚度扭弹簧9a，大刚度扭弹簧9a靠两根扭弹簧挡销7a预紧；如图8所示，从外到内分别是指根节10a、薄垫圈13a、指根铰链座9和异形板11a，这四种零件靠圆柱销形成铰链连接；指根节10a和异形板11a之间有第二厚垫圈15a，用销钉将这三种零件固定，使指根节10a和异形板11a成为整体结构；异形板11a和弯杆12a铰链连接，弯杆12a推动异形板11a从而使指根节10a转动。

取下扭弹簧芯轴5a上的开口销(在图8中扭弹簧芯轴5a的圆孔处)，快拆卸下扭弹簧芯轴5a，可以方便更换小刚度扭弹簧6a或大刚度扭弹簧9a，以适应不同抓取对象。

本实施例中，一个丝杠轴伺服电机1驱动中空指尖驱动板4上下直线运动，使指尖节4a转动，起抓取作用。

本实施例中，另一个丝杠轴伺服电机1驱动指根驱动板7上下直线运动，带动弯杆12a，调节指根节10a与底座板10间的夹角。

本实施例中，弯杆铰链座6可以在指根驱动板7上的T型槽内有定位移动、靠螺钉固定，可以调节弯杆铰链座6在指根驱动板7上的位置，从而调整柔性手指12的初始状态。

本实施例中，右旋螺纹杆1a、左右旋螺纹套2a、左旋螺纹杆3a这三个零件螺纹连接，由于各自是左右旋螺纹，所以转动左右旋螺纹套2a并用螺母锁紧，可以调节长度，从而调整柔性手指12的初始状态。

本实施例中，三个柔性手指12的安装可以是圆形均布安装，用来垂直抓取也可竖列圆柱体、或球体；一个柔性手指12和另一平行平面上的两个柔性手指12中间对称安装，用来垂直抓取长方体、或轴心线水平的圆柱体。

本实施例的工作原理及使用流程为：针对具体被抓取对象进行优化计算后，设计出小刚度扭弹簧6a、大刚度扭弹簧9a的刚度，可以计算出所需抓取力所对应的抓取姿态和接触点位置，抓取姿态和接触点位置由两个丝杠轴伺服电机1转动角度精确协同控制。

具体是：1、抓取同种类的(如苹果)、形状尺寸不一致的复杂对象时，能够通过选择适当的扭弹簧参数和手指结构尺寸，实现既能自由度适应性、又能不破坏且可靠抓持此种类的复杂对象；2、抓取同形状的(如苹果、橙子、橘子等球形，或大小方盒等四方体)、形状尺寸变化大的同形状复杂对象时，能够通过选择适当的扭弹簧参数和手指结构尺寸，实现既能自由度适应性、又能不破坏且可靠抓持同形状的复杂对象；3、抓取不同形状的(如苹果、橙子、橘子等球形和小方盒等四方体)、形状尺寸不相同的复杂对象时，能够通过改变两个柔性手指12的安装位置，实现既能自由度适应性、又能不破坏且可靠抓持不同形状的复杂对象。

基于柔性手指12的结构，机械手状态有：1、未接触情况下手指的空载运动；2、接触后接触力为零状态；3、接触后物体未运动，但接触力增大，接触力的作用点位置、接触力方向变化；4、接触后物体未运动，接触力最大状态；5、物体与机械手同时加速度位移的抓持运动，接触力的作用点位置、大小、方向变化；6、物体与机械手同时匀速位移的抓持运动，接触力的作用点位置、大小、方向变化；7、物体与机械手同时减速度位移的抓持运动，接触力的作用点位置、大小、方向变化；8、物体与机械手静止的悬停状态。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (4)

1.一种指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，其特征在于：包括上座板(2)和底座板(10)，所述上座板(2)和底座板(10)之间通过四根导向联结杆(3)固定成一个整体，上座板(2)上间隔安装有两个丝杠轴伺服电机(1)，两个丝杠轴伺服电机(1)的丝杠分别通过丝杠螺母座(5)连接中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)，两根丝杠的末端分别通过两个带座轴承(11)支撑于所述底座板(10)上，所述中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)分别安装有两个直线轴承(8)，四个直线轴承(8)中分别套在所述四根导向联结杆(3)上；还包括柔性手指(12)，柔性手指(12)的指尖驱动零件固定安装在所述中空指尖驱动板(4)上，柔性手指(12)的指根转动部分是通过指根铰链座(9)与所述底座板(10)连接，柔性手指(12)的指尖驱动零件是通过弯杆铰链座(6)与所述指根驱动板(7)连接，两个丝杠轴伺服电机(1)分别通过各自的丝杠带动指根驱动板(7)和中空指尖驱动板(4)、在各自两根导向联结杆(3)的导向下做上下直线运动；

所述中空指尖驱动板(4)中部成镂空结构，镂空处供弯杆(12a)的上部和指根驱动板(7)通过；

所述指根驱动板(7)上开有五个T型槽，弯杆铰链座(6)在T型槽内通过螺钉进行定位固定；

所述柔性手指(12)设有三个，三个柔性手指(12)在空间位置沿圆周均布，用来垂直抓取圆形物体，或者垂直抓取方形物体时，左侧一个柔性手指(12)位于等腰三角形的顶角上，右侧两个柔性手指(12)分别位于等腰三角形的两个底角上，过顶点且与底边相切的圆与沿圆周均布的圆同心，即垂直抓取圆形物体和方形物体的机械手坐标原点不变；

所述柔性手指(12)的安装结构为：包括通过螺纹依次连接的右旋螺纹杆(1a)、左右旋螺纹套(2a)和左旋螺纹杆(3a)，所述右旋螺纹杆(1a)通过螺母固定在中空指尖驱动板(4)上，左旋螺纹杆(3a)的下端通过两个第一厚垫圈(14a)铰链连接指尖节(4a)，外形呈扇形的指尖节(4a)是U形中空的结构；还包括中指节(8a)和指根节(10a)，中指节(8a)和指根节(10a)也都是U形中空的结构，中指节(8a)两端分别通过扭弹簧芯轴(5a)及扭弹簧铰接有指尖节(4a)和指根节(10a)，指根节(10a)上固定连接有异形板(11a)，异形板(11a)的截面呈三角形，三角形的一边呈内凹弧形，内凹弧形的一端铰接有指根铰链座(9)，内凹弧形的另一端铰接折弯形的弯杆(12a)，弯杆(12a)另一端连接于安装在指根驱动板(7)上的弯杆铰链座(6)上；

所述右旋螺纹杆(1a)、左右旋螺纹套(2a)、左旋螺纹杆(3a)这三个零件螺纹连接，由于各自是左右旋螺纹，所以转动左右旋螺纹套(2a)并用螺母锁紧，可以调节长度。

2.如权利要求1所述的指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，其特征在于：所述指根节(10a)和异形板(11a)之间设有第二厚垫圈(15a)，指根节(10a)、第二厚垫圈(15a)和异形板(11a)通过销钉固定成整体；所述指根节(10a)与指根铰链座(9)之间设有薄垫圈(13a)，指根节(10a)、薄垫圈(13a)、指根铰链座(9)和异形板(11a)通过圆柱销形成铰链连接；所述弯杆(12a)推动异形板(11a)使指根节(10a)转动。

3.如权利要求1所述的指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，其特征在于：位于中指节(8a)一端的扭弹簧芯轴(5a)上套有小刚度扭弹簧(6a)，位于中指节(8a)另一端的扭弹簧芯轴(5a)上套有大刚度扭弹簧(9a)，小刚度扭弹簧(6a)及大刚度扭弹簧(9a)的两侧均通过两根扭弹簧挡销(7a)预紧；取下扭弹簧芯轴(5a)上的开口销，快拆卸下扭弹簧芯轴(5a)，可以方便更换小刚度扭弹簧(6a)或大刚度扭弹簧(9a)，以适应不同抓取对象。

4.如权利要求1所述的指根节和指尖节协同驱动的柔性欠驱动机械手，其特征在于：所述上座板(2)呈T形结构，沿T形结构的对称轴间隔开有两个定位孔，所述对称轴两侧的T形结构对称两端各开有一个定位孔，四个定位孔中分别固定所述四根导向联结杆(3)的上端，底座板(10)上相应位置处开有与所述四个定位孔同轴的定位孔，用于固定所述导向联结杆(3)的下端；底座板(10)上还有两个安装带座轴承(11)的定位孔，带座轴承(11)上的定位止口与这个定位孔间隙配合；两个丝杠轴伺服电机(1)转子的输出是丝杠，两个带座轴承(11)分别在丝杠末端提供支撑；所述四根导向联结杆(3)上下两端分别通过圆柱面与八个定位孔间隙配合，并用螺母将上座板(2)和底座板(10)固定成一体；

中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)由两根导向联结杆(3)导向，分别由一个丝杠轴伺服电机(1)驱动；中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)上各开有两个同轴的通孔，分别通过所述四根导向联结杆(3)中的相应的两根，这四个通孔分别与直线轴承(8)的圆柱面间隙配合；中空指尖驱动板(4)和指根驱动板(7)上各有一个安装丝杠螺母座(5)的定位孔，丝杠螺母座(5)上的定位止口与这个定位孔间隙配合。

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