CN117644530B - 仿生活动组及机械手 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种仿生活动组及机械手，仿生活动组包括能够第一控制源、第二控制源、第一段连接线和第二段连接线，第一控制源做伸出运动，第二控制源做回缩运动，使得手指弯曲；第一控制源做回缩运动，第二控制源做伸出运动，使得手指伸展；一根手指由第一段连接线和第二段连接线配合牵引制动，第一段连接线和第二段连接线相互配合，能够稳定、可靠地牵动手指做弯曲和伸展运动，手指受到来自指心和指背的双向牵引，能够更自然、更流畅地模仿人手动作，不易出现机械互联卡顿的情况；机械手的五指通过仿生活动组实现了高自由度、高灵活性的运动。

Description

仿生活动组及机械手

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其是一种仿生活动组及机械手。

背景技术

近年来，机械手技术发展迅速、应用领域不断拓宽，已经深入到制造业、医疗、服务业乃至太空探索等多个行业。例如，在制造业中，机械手被广泛用于自动化生产线，进行组装、焊接和搬运等重复性工作，机械手的运用显著提高了生产效率和生产一致性。

特别值得一提的是仿生机械手，它的设计灵感来源于人类或动物的肢体，旨在复制其运动方式和灵活性。仿生机械手在一些需要高度适应性和精细操作的场景中显示出巨大潜力，例如在精密处理环境下抓取物体等。在未来，仿生机械手的进一步完善预计将极大地扩展人类的操作能力，特别是在那些人手难以保证操作稳定性的情况下。

目前，常规的机械手多通过设置液压、气压等驱动站实现手指的弯曲和伸展，除了利用驱动站对手指进行直驱，有些机械手还会采用线接手指、利用驱动站牵动线对手指进行线驱；但它们都是单程控制，要实现手指的运动，往往还需要在手指指节处做特殊的联动机构，这就使得常规的仿生机械手主体结构复杂、五指运动僵硬、响应速度慢。

发明内容

本申请的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种仿生活动组及机械手。

为实现以上技术目的，本申请提供了一种仿生活动组，包括：第一控制源，第一控制源能够做伸缩运动；第二控制源，第二控制源亦能够做伸缩运动；第一段连接线，第一段连接线的一端连接第一控制源、另一端连接机械手的手指指背；第二段连接线，第二段连接线的一端连接第二控制源、另一端连接同一手指的指心；仿生活动组包括活动状态和复原状态；仿生活动组处于活动状态时，第一控制源做伸出运动，第二控制源做回缩运动，使得手指弯曲；仿生活动组处于复原状态时，第一控制源做回缩运动，第二控制源做伸出运动，使得手指伸展；其中，第一控制源和/或第二控制源包括多个电磁单元，多个电磁单元顺序设置；任一电磁单元包括铁芯和线圈，线圈环绕铁芯设置，线圈通电后，电磁单元具备磁性；使得电磁单元相吸，第一控制源或者第二控制源做回缩运动；使得电磁单元相斥，第一控制源或者第二控制源做伸出运动；

仿生活动组还包括：第一管道，第一控制源设于第一管道中；第二管道，第二控制源设于第二管道中；其中，第一管道和第二管道中填充有缓冲液；

仿生活动组还包括：第三管道，第三管道连通第一管道，第一段连接线设于第三管道中，缓冲液能够在第三管道中流动、起到热传递和液压传递的作用；第四管道，第四管道连通第二管道，第二段连接线设于第四管道中，缓冲液能够在第四管道中流动、起到热传递和液压传递的作用。

进一步地，任意两个相邻的电磁单元之间设置有弹性件；和/或，第一控制源和/或第二控制源包括不少于50个电磁单元。

进一步地，第一段连接线和/或第二段连接线采用碳纤维线或者高强度尼龙线；和/或，第一管道和/或第二管道采用玻璃或者塑料制备；和/或，第三管道和/或第四管道采用软管。

进一步地，仿生活动组还包括：第五管道，连通第二管道，设于第四管道一侧、靠近手指的指心；压力检测件，设于第五管道上，用于检测第五管道内的液压变化。

进一步地，第五管道设置呈U字型、且两端均连通第二管道，压力检测件连接U字形管道的两个管段；和/或，第五管道的管径小于第四管道的管径；和/或，第五管道上设有至少两组压力检测件，其中一组压力检测件靠近手指的指尖，其中另一组压力检测件靠近手指的第二个指节；和/或，第五管道上设有至少一组压力检测件，任一组包括三个并排设置的压力检测件。

进一步地，仿生活动组还包括第六管道，第六管道连通第一管道，并设于第三管道一侧、靠近手指的指背；第六管道上亦设有压力检测件。

进一步地，缓冲液采用氟化液或者液压油；和/或，缓冲液中添加有粘稠剂。

本申请还提供了一种机械手，包括五组上述仿生活动组，还包括：手臂支架，第一控制源和第二控制源设于手臂支架中；手部支架，第一段连接线和第二段连接线设于手部支架中；其中，五组第一段连接线和第二段连接线分别连接手部支架的五指，五组第一控制源和第二控制源配合作用、能够驱使机械手的五指动作。

本申请还提供了一种机械手，包括多组上述仿生活动组，机械手的任一手指的指尖与一组仿生活动组相连、指尾与另一组仿生活动组相连；或者，任一手指与至少两组仿生活动组相连，其中一组仿生活动组的第一段连接线和第二段连接线沿手指的长度方向延伸设置、用于牵动手指做弯曲动作，其中另一组仿生活动组的第一段连接线和第二段连接线沿手指的宽度方向延伸设置、用于牵动手指做相互靠近或远离的摆动动作；或者，任一手指包括至少两个指节，任一指节与至少一组仿生活动组相连。

本申请提供了一种仿生活动组，包括能够做伸缩运动的第一控制源和第二控制源，还包括连接第一控制源和手指指背的第一段连接线、连接第二控制源和手指指心的第二段连接线；第一控制源做伸出运动，第二控制源做回缩运动，使得手指弯曲；第一控制源做回缩运动，第二控制源做伸出运动，使得手指伸展；一根手指由第一段连接线和第二段连接线配合牵引制动，第一段连接线和第二段连接线相互配合时，能够稳定、可靠地牵动手指做弯曲和伸展运动，手指受到来自指心和指背的双向牵引，能够更自然、更流畅地模仿人手动作，不易出现机械互联卡顿的情况；第一段连接线和第二段连接线相互制约时，即使第一控制源和第二控制源中的一者发生故障，由于另一者能够制动对应的连接线使得指心或者指背保持张紧状态，因此手指不会错误动作；手指双侧双段连接线的运用既有利于且手指动作、又能够保护设备、还能够保证使用安全。

本申请还提供了一种机械手，包括手臂支架和手部支架，第一控制源和第二控制源设于手臂支架中，第一段连接线和第二段连接线设于手部支架中，五组第一段连接线和第二段连接线分别连接手部支架的五指，五组第一控制源和第二控制源配合作用、能够驱使机械手的五指动作；将第一控制源和第二控制源集成布置在空间较大的手臂支架内，一方面，合理利用了机械手的结构空间，将多组控制源统一布置在手臂支架，更方便电源、电路的布置，控制源的布置和伸缩运动也不会干扰到手指动作，另一方面，手部支架内仅布置有连接线、使得手部承重小，手部自由度高、灵活性好，手部动作时还不会因为存在驱动而振动，手部的活动稳定性好、动作精度高。

附图说明

图1为本申请提供的一种仿生活动组处于复原状态时的结构示意图；

图2为图1所示的仿生活动组处于活动状态时的结构示意图；

图3为本申请提供的另一种仿生活动组的结构示意图；

图4为本申请提供的一种机械手的结构示意图；

图5为图4所示的机械手隐去部分外壳后的结构示意图；

图6为图4所示的机械手中一组仿生活动组的结构示意图；

图7为图6所示的仿生活动组的部分结构仰视图；

图8为图6所示的仿生活动组的部分结构侧视图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提供了一种仿生活动组，包括：第一控制源100，第一控制源100能够做伸缩运动；第二控制源200，第二控制源200亦能够做伸缩运动；第一段连接线1，第一段连接线1的一端连接第一控制源100、另一端连接机械手的手指指背；第二段连接线2，第二段连接线2的一端连接第二控制源200、另一端连接同一手指的指心。

具体可结合参照图1和图2，图示实施例中，第一控制源100和第二控制源200沿上下方向间隔设置；第一段连接线1的右端与第一控制源100相连、左端向远离第一控制源100的方向延伸用于连接机械手的手指；第二段连接线2设于第一段连接线1下方，第二段连接线2的右端与第二控制源200相连、左端向远离第二控制源200的方向延伸用于连接机械手的手指。

此时，一根手指由第一段连接线1和第二段连接线2配合牵引制动，即一根手指采用两段线控。具体地，连接指心的第二段连接线2回收、能够快速牵动手指弯曲；连接指背的第一段连接线1回收、又能够快速牵动手指复位；第一段连接线1和第二段连接线2配合，有利于手指快速响应，指心和指背配合，又有利于自然动作。

其中，仿生活动组包括活动状态和复原状态；仿生活动组处于活动状态时，第一控制源100做伸出运动，第二控制源200做回缩运动，使得手指弯曲；仿生活动组处于复原状态时，第一控制源100做回缩运动，第二控制源200做伸出运动，使得手指伸展。

可继续参照图1和图2，图示实施例中，第一段连接线1设置在上、连接手指的指背，第一段连接线1的左端连接至手指的指尖；第二段连接线2设置在下、连接手指的指心，第二段连接线2的左端亦连接至手指的指尖。

需要手指弯曲时，第一控制源100和第二控制源200可以同步动作；第一控制源100做伸出运动、向指尖释放第一段连接线1、使得手指的指背放松；第二控制源200做回缩运动、拉扯第二段连接线2、使得第二段连接线2牵动指尖下弯；指背和指心配合动作、使得手指自然弯曲。或者，也可以是第一控制源100先做伸出运动、使得指背放松后，第二控制源200再做回缩运动、牵动指尖弯曲。

需要手指伸展时，第一控制源100和第二控制源200可以同步动作；第二控制源200做伸出运动、向指尖释放第二段连接线2、使得手指的指心放松；第一控制源100做回缩运动、拉扯第一段连接线1、使得第一段连接线1牵动指尖上抬；指心和指背配合动作、使得手指自然恢复。或者，也可以是第二控制源200先做伸出运动、使得指心放松后，第一控制源100再做回缩运动、牵动指尖伸展。

本申请提供的仿生活动组的第一段连接线1和第二段连接线2既能够相互配合、又能够相互制约；第一段连接线1和第二段连接线2相互配合时，能够稳定、可靠地牵动手指做弯曲和伸展运动，手指受到来自指心和指背的双向牵引，能够更自然、更流畅地模仿人手动作，不易出现机械互联卡顿的情况；第一段连接线1和第二段连接线2相互制约时，即使第一控制源100和第二控制源200中的一者发生故障，由于另一者能够制动对应的连接线使得指心或者指背保持张紧状态，因此手指不会错误动作；手指双侧双段连接线的运用既有利于且手指动作、又能够保护设备、还能够保证使用安全。

可选地，仿生活动组包括两组连接线，两组连接线分别用作第一段连接线1和第二段连接线2。

可选地，仿生活动组仅包括一组连接线，该组连接线的中部与手指的指尖固定连接、两端分别连接第一控制源100和第二控制源200，该组连接线的中部固定点到任一端点的线长固定；此时，中部固定点将连接线分成两段，其中一段用作第一段连接线1，其中另一段用作第二段连接线2。

可选地，第一段连接线1和/或第二段连接线2采用碳纤维线。

可选地，第一段连接线1和/或第二段连接线2采用高强度尼龙线。

本申请并不限定第一段连接线1和第二段连接线2的具体构型。

可选地，第一控制源100和/或第二控制源200采用气压或者液压驱动件，如气缸、油缸、电缸等。

可选地，第一控制源100和/或第二控制源200包括多个电磁单元210，多个电磁单元210顺序设置；任一电磁单元210包括铁芯和线圈，线圈环绕铁芯设置，线圈通电后，电磁单元210具备磁性；使得电磁单元210相吸，第一控制源100或者第二控制源200做回缩运动；使得电磁单元210相斥时，第一控制源100或者第二控制源200做伸出运动。

具体可参照图5和图6，图示了一种第一控制源100；图示实施例中，第一控制源100包括多个沿直线顺序布置的电磁单元210；电磁单元210包括铁芯和线圈，每一电磁单元210相当于一个电磁铁，线圈通电后，电磁单元210会具备磁性；当相邻的两个电磁单元210的线圈中的电流方向相同时，二者的连接端呈异性、能够相吸；当相邻的两个电磁单元210的线圈中的电流方向相反时，二者的连接端呈同性、能够相斥；电磁单元210相吸时，控制源（第一控制源100或者第二控制源200）做回缩运动、能够拉扯与之相连的连接线（第一段连接线1或者第二段连接线2）；电磁单元210相斥时，控制源做伸出运动、能够放松与之相连的连接线。

采用电磁单元210的相吸和相斥实现对连接线的牵引，利用微电压、微电流即可满足机械手的手指运动，使用更安全。另外，增加电磁单元210的布设数量，既能够避免采用少量的电磁单元210时需要大磁力才能够满足控制源回缩或伸展的行程需要、有利于控制源的控制精度和控制速度，每一电磁单元210所需的极限磁性较小、又能够提高控制源的控制可靠性、避免出现相斥力过大相邻的电磁单元210无法相吸归位的情况；控制通电的电磁单元210的数量，还能够快速精确地调控控制源的伸缩行程、进一步提高控制的多样性。

可选地，相邻的电磁单元210之间连接有线。

容易理解的，线的长度即相邻两个电磁单元210相斥时的极限距离。在相邻的电磁单元210之间连接线，既能够提高电磁单元210连接的可靠性、又能够避免电磁单元210相斥过远而分离。

可选地，任意两个设置有弹性件220。

弹性件220可采用弹簧，也可采用弹片，或者由橡胶、塑料等弹性材料制备而成。弹性件220既能够连接电磁单元210，由于自身具备受力形变和卸力恢复的特性、又能够辅助相邻的电磁单元210相斥或相吸。

例如，相邻的电磁单元210之间设置有弹簧，弹簧的一端与其中一个电磁单元210固定连接、另一端与其中另一个电磁单元210固定连接；两个电磁单元210相斥时，弹簧被拉伸、具有回缩的趋势；使得电磁单元210相吸、或者使得其中至少一个电磁单元210的线圈不再通电，两个电磁单元210之间不再具有相斥力后，在弹簧恢复产生的拉力下，两个电磁单元210能够相互靠近。

可选地，弹性件220采用塔型弹簧。

区别于普通弹簧，塔型弹簧由于其螺旋渐缩的形状特效，受压时能够被压平。在相邻的两个电磁单元210之间设置塔型弹簧，控制源处于完全回缩状态时，塔型弹簧可以呈片状被压在两个电磁单元210之间，如此，有利于保证控制源的最小收缩长度。

可选地，第一控制源100和/或第二控制源200包括不少于50个电磁单元210。

具体可参照图5和图6，图示了一种第一控制源100；图示实施例中，第一控制源100包括50个电磁单元210，此时，每一电磁单元210的构型都非常小，既便于多组控制源集成在机械手中，多组电磁单元210配合、每组电磁单元210又仅需进行较小行程的相斥或者相吸运动即可满足手指动作的需要、有利于提高控制源的驱动响应速度。相较于单行程驱动的驱动站，具有50个电磁单元210的控制源的控制精度更细、可调整性更强。

可选地，第一控制源100和/或第二控制源200的多个电磁单元210由同一电源供电，再通过电路结构实现电流方向的针对性变更、或者电流电压的大小变化。

可选地，第一控制源100和/或第二控制源200的多个电磁单元210由两组电源分别供电，其中一组电源保持常供电，与该组电源相连的电磁单元组保持固定的磁性状态；其中另一组电源的电流方向可变，与该组电源相连的电磁单元组磁性状态可变。

可选地，第一控制源100和/或第二控制源200中的每一电磁单元210都由独立的电路进行供电，如此，便于根据控制需要选择合适数量和位置的电磁单元210工作。

本申请并不限定第一控制源100和第二控制源200的具体构型。

一具体实施例中，参照图5和图6，第一控制源100和第二控制源200均包括50个电磁单元210，每一电磁单元210的磁力均能独立调控；第一控制源100和第二控制源200沿上下方向间隔设置，第一控制源100的电磁单元210相斥、以便于手指下弯，第二控制源200的电磁单元210相斥、以便于手指上抬，第一控制源100和第二控制源200配合驱动，使得手指能够自然地动作。使用时，若机械手未抓紧物品，需要手指进一步弯曲，可以增大第二控制源200中至少部分电磁单元210的吸力（若第一段连接线1处于张紧状态，还需要第一控制源100进一步释放第一段连接线1）；若不确定抓紧物品所需的力的大小，还可以逐一增大各电磁单元210的吸力，如此，在不会损害物品的基础上，机械手实现了快速可调的试探性抓力变化，安全性和实用性更高。

可选地，本申请提供的仿生活动组还包括：第一管道310，第一控制源100设于第一管道310中；第二管道320，第二控制源200设于第二管道320中；其中，第一管道310和第二管道320中填充有缓冲液。

缓冲液可采用水、油等液体。当第一控制源100或者第二控制源200采用电磁单元210时，缓冲液可采用氟化液、液压油等不导电液体。

将第一控制源100和第二控制源200设置在管道（第一管道310或者第二管道320）内，管道能够限制控制源的安装位置和伸缩方向，尤其是控制源采用电磁单元210时，将电磁单元210布置在管道中，电磁单元210相吸或者相斥时、彼此只能沿着管道相对运动，管道能够起到对内保护电磁单元210、对外防止线圈漏电、以及为驱动做导向等作用，既有利于设备安全和使用安全，又有利于控制源准确地沿预设路径牵动对应的连接线。

另外，在管道内填充缓冲液，一方面，控制源做伸缩运动时，缓冲液能够通过受力流动抵消控制源的震动惯性，从而保护管道、避免管道长期处于高频震动下，并保证机械手整体的动作稳定性、避免因为控制源振动而影响手部运动的精度，同时，控制源被缓冲液包裹，缓冲液还能够阻碍控制源工作的声音外扩，进一步提高机械手的静音性；另一方面，缓冲液的流动能够成为天然阻尼，使得控制源的伸缩运动更自然、更可靠、更稳定。另外，缓冲液的流动还可以形成推进液压、有利于促进控制源做伸缩运动。

还需要补充的是，控制源工作生热，使得缓冲液包裹控制源，受热传递影响，缓冲液会具备一定温度；此时，缓冲液既能够辅助控制源散热，又能够进一步对机械手的壁进行热传递、以便于机械手表面不再冰冷，方便机械手运用于需要手温的环境，或者，方便机械手模拟人手温度。

可选地，第一管道310和/或第二管道320采用玻璃或者塑料制备。

可选地，缓冲液中添加有粘稠剂。

粘稠剂可采用硅胶、明胶等。加入粘稠剂，能够增加缓冲液的缓冲效果和阻尼效力，有利于驱动稳定性，还有利于手指运动的自然效果。

可选地，本申请提供的仿生活动组还包括第三管道330，第三管道330连通第一管道310，第一段连接线1设于第三管道330中，缓冲液能够在第三管道330中流动、起到热传递和液压传递的作用。

可选地，本申请提供的仿生活动组还包括第四管道340，第四管道340连通第二管道320，第二段连接线2设于第四管道340中，缓冲液能够在第四管道340中流动、起到热传递和液压传递的作用。

进一步将连接线安装在管道（第三管道330或第四管道340）中，管道既能够保护连接线，又能够限定连接线的延伸方向和运动方向，还能够通过液压促进连接线和手指运动、使得机械手动作更有力；另外，控制源在第一管道310或者第二管道320中工作生热，热量还能够通过缓冲液传递至手掌和手指，使得机械手的手部具有温度、更仿真。

可选地，第三管道330和/或第四管道340采用软管；软管便于适应手指变形。

可选地，第三管道330连通第四管道340。

例如，第三管道330和第四管道340为一根流通管分别连接第一管道310和第二管道320的两段，第一管道310和第二管道320通过该流通管相互连通。手指弯曲时，第一控制源100做伸出运动、第一管道310中的缓冲液会流向第三管道330，第二控制源200做回缩运动、第二管道320中的缓冲液会远离第四管道340流动，流通管中的缓冲液单向流动、既不会干扰两个控制源的正常运行、又能够推进手指做弯曲动作；设置连通第一管道310和第二管道320的流通管还能够避免缓冲液在封闭的指尖端汇聚、进而避免出现第三管道330或者第四管道340的指尖端膨胀的情况。

可选地，本申请提供的仿生活动组还包括：第五管道350，连通第二管道320，设于第四管道340一侧、靠近手指的指心；压力检测件360，设于第五管道350上，用于检测第五管道350内的液压变化。

由于第五管道350连通第二管道320、第五管道350内具有缓冲液，手指弯曲时，第五管道350适应手指变形，由此，第五管道350内的液压变化；机械手抓紧不同的物品时、手指的弯曲程度不同，也就导致第五管道350内的液压变化不同，压力检测件360能够通过检测液压变化、以便于控制***确认手指的弯曲程度，进而确认手指是否抓到物品、抓紧物品。

可选地，第五管道350采用软管。

软管便于适应手指动作，软管变形还有利于促进管内的液压变化。

可选地，手指的指心用于接触物品的部位可变形或可位移。

例如，手指指心的中部为指心用于接触物品的可变形部位，可变形部位采用橡胶、塑料等可弹性变形的柔性材料制备；第五管道350紧贴可变形部位设置。机械手抓取物品时，手指的指心会压迫物品，受到来自物品的反作用力，指心的可变形部位会朝向第五管道350弹性形变，进而挤压第五管道350、使得第五管道350内的液压变化。如此设置，第五管道350随手指抵压物品，液压变化更精确，有利于压力检测件360确认手指是否压力到物品。

又例如，手指指心的中部为指心用于接触物品的可变形部位，可变形部位开孔，第五管道350采用软管，部分第五管道350暴露在可变形部位的开孔中。机械手抓取物品时，暴露在外的第五管道350随手指接触物品，受到物品的抵压，第五管道350变形、其内的液压变化。如此设置，第五管道350能够直接接触物品，来自物品的压力直接作用于第五管道350、以便于压力检测件360确认手指是否压力到物品。

可选地，第五管道350设置呈U字型、且两端均连通第二管道320，压力检测件360连接U字型管道的两个管段。

具体可参照图7或图8，图示实施例中，第二控制源200和第二段连接线2均沿上下方向延伸设置，第二管道320包裹在第二控制源200外，第二管道320的管径较大；第四管道340包裹在第二段连接线2外，第四管道340的管径小于第二管道320的管径；沿垂直纸面的方向，第五管道350设置在前、第四管道340设置在后；第五管道350设置呈倒U型，第五管道350的两个管段分设于第四管道340的两侧；第五管道350上设置有两组压力检测件360，第一组压力检测件360靠近指尖设置，第二组压力检测件360靠近第二指节设置，任一压力检测件360的左端连接第五管道350的左管段、右端连接第五管道350的右管段。

设置第五管道350呈U字型、第五管道350两端均连通第二管道320，第二控制源200伸缩运动、推动缓冲液流动时，冲向第五管道350的缓冲液不易在管道内汇聚，缓冲液能够在第五管道350中稳定流通、不易造成管道膨胀。另外，机械手作用于物品时、手指的受力部位不一定是指心中部、可能偏向一侧，使得第五管道350具有两个管段、两个管段分设于指心中部两侧，有利于第五管道350随手指受力、进而实现可靠的液压检测。

设置压力检测件360连接第五管道350的两个管段，任一管段内的液压变动时，压力检测件360都能检测到数据，既有利于控制***确认手指的弯曲情况，还能够根据两侧的压力变化大小确认手指接触物品的位置。

可选地，第五管道350上设有至少两组压力检测件360，其中一组压力检测件360靠近手指的指尖，其中另一组压力检测件360靠近手指的第二个指节。

在指尖和指节分别设置一组压力检测件360，一方面，机械手以不同的姿态抓握物品（如用指尖抓握物品、或是通过手掌配合手指抓握物品）、或者机械手抓握不同大小的物品时，不同位置的压力检测件360能够准确地实现对应位置处压力变化的检测，另一方面，两组压力检测件360还能够配合作业，通过检测数据确认检测情况是否合理、检测结果是否可靠。

可选地，第五管道350的管径小于第四管道340的管径

图5和图7所示的实施例中，第四管道340的管径小于第二管道320的管径，第五管道350的管径小于第四管道340的管径，第五管道350的管径最小；如此，在不影响压力检测件360检测第五管道350内液压变化的情况下，还能够减小控制源动作导致的缓冲液流动对第五管道350内液压的影响，进而保障液压检测的可靠性和准确性。

可选地，第五管道350上设有至少一组压力检测件360，一组包括三个并排设置的压力检测件360。

图6至图8所示的实施例中，第五管道350上设置有两组压力检测件360，每组压力检测件360都包括三个并排设置的压力检测件360。增设压力检测件360，能够增大压力检测的范围、确保压力检测的全面性，尤其是在利用机械手抓握异形物品时，多个压力检测件360、多位置检测，能够确保准确检测到第五管道350的受力部位，从而保证压力检测的精度。增设每一组中的压力检测件360数量，还有利于检测液压的细微变化，通过计算检测值的平均值、还能够优化检测准确性。

可选地，本申请提供的仿生活动组还包括第六管道370，第六管道370连通第一管道310，并设于第三管道330一侧、靠近手指的指背；第六管道370上亦设有压力检测件360。

此时，指背亦能够进行压力检测。其中，第六管道370的构型、以及第六管道370与压力检测件360的安装方式与第五管道350类似，具体不再赘述。

通过设置第六管道370，手指弯曲时，第五管道350和第六管道370均能受压变形进而影响管道内的液压，分设于两组管道（第五管道350或者第六管道370）上的压力检测件360独立工作，有利于确认指心和指背是否正常配合运动。一些情况下，还可以通过检测第六管道370内的液压变化，确认机械手的手背是否处于可安全作业的环境，避免机械手的手背误触甚至伤害外部的人或物，并避免机械手的手背对外碰撞。

一具体实施例中，参照图5、图6和图8，机械手的手指内，靠近指背处设有第六管道370，第六管道370设置呈U字型、且两端均连通第一管道310，第六管道370的变向位置延伸至指尖，第六管道370上设置有两组压力检测件360，任一组包括三个压力检测件360、任一压力检测件360连接U字型管道的两个管段；靠近指心处设有第五管道350，第五管道350亦设置呈U字型、但两端均连通第二管道320，第五管道350的变向位置亦延伸至指尖，第五管道350上亦设置有两组压力检测件360，任一组包括三个压力检测件360、任一压力检测件360连接U字型管道的两个管段；第五管道350和第六管道370上的其中一组压力检测件360靠近指尖设置、用于确认手指运动时指尖的压力变化，另一组压力检测件360靠近第二指节设置、用于确认手指运动时指中部的压力变化。第三管道330和第四管道340设于第五管道350和第六管道370之间，在能够牵引手指运动的基础上、第三管道330和第四管道340避开了第五管道350和第六管道370、从而避免手指内部的结构相互干扰。

本申请还提供了一种机械手，包括五组上述的仿生活动组，还包括：手臂支架3，第一控制源100和第二控制源200设于手臂支架3中；手部支架4，第一段连接线1和第二段连接线2设于手部支架4中；其中，五组第一段连接线1和第二段连接线2分别连接手部支架4的五指，五组第一控制源100和第二控制源200配合作用、能够驱使机械手的五指动作。

具体可参照图4，图示实施例中，机械手包括：大臂支架5，可转动地设置在支座上；手臂支架3，可转动地设置在大臂支架5上；手部支架4，可转动地设置在手臂支架3上；其中，手部支架4仿人手设置、包括手掌和五指，五指分别可转动地设置在手掌上；任一手指配套设置有一组仿生活动组，任一仿生活动组可独立驱动、以驱使对应的手指摆动或弯曲，五指配合可实现机械手的手部动作。

将第一控制源100和第二控制源200集成布置在空间较大的手臂支架3内，一方面，合理利用了机械手的结构空间，将多组控制源统一布置在手臂支架3中，更方便电源、电路的布置，控制源的布置和伸缩运动也不会干扰到手指动作，另一方面，手部支架4内仅布置有连接线、使得手部承重小，手部自由度高、灵活性好，手部动作时还不会因为存在驱动而振动，手部的活动稳定性好、动作精度高。

其中，大臂支架5可以设置在固定支座上，也可以设置在AGV小车等可移动支座上。

进一步地，机械手还包括：第一组驱动机构，用于驱使大臂支架5相对于支座摆动；第二组驱动机构，用于驱使手臂支架3相对于大臂支架5摆动。使得大臂支架5和手臂支架3可多向摆动，以便于手部支架4在不同的位置工作。

可选地，手指内设有两组走线座，其中一组走线座布置在指背内壁，第一段连接线1穿设于第一组走线座中，其中另一组走线座布置在指心内壁，第二段连接线2穿设于第二组走线座中；走线座能够限制连接线在手指内的安装位置，从而避免两组连接线相互干扰、并保障连接线受到牵动时能够带动手指动作；走线座还能够限制连接线的运动方向，控制源做伸缩运动时、连接线只能在走线座的引导下在限定范围内运动，通过限制连接线的走向、更有利于利用连接线牵动手指的各个指节沿预设方向转动。

一实施例中，走线座为设置于手部支架4壁内的穿孔，穿孔从手掌延伸至指尖，第一段连接线1和/或第二段连接线2穿过穿孔连接至指尖。

另一实施例中，一组走线座包括多个卡座，多个卡座从手掌向手指间隔设置，任一卡座上设有一个卡孔，连接线顺序穿过各个卡座、最终与指尖相连。

当第一段连接线1和第二段连接线2设置在第三管道330和第四管道340中时，走线座可用于卡设第三管道330和第四管道340；此时，走线座能够将第三管道330或者第四管道340固定在手部支架4中，再通过第三管道330和第四管道340限制连接线的延伸方向和运动范围。

当第四管道340一侧设有第五管道350时，对应固定第四管道340的走线座还用于固定第五管道350；例如，走线座上设置有两组卡孔，其中一组卡孔用于卡设第四管道340、其中另一组卡孔用于卡设第五管道350。

同理，当第三管道330一侧设有第六管道370时，对应固定第三管道330的走线座还用于固定第六管道370；例如，另一组走线座上设置有两组卡孔，其中一组卡孔用于卡设第三管道330、其中另一组卡孔用于卡设第六管道370。

通过一组走线座固定两组管道，既有利于限定两组管道的相对位置、又能够简化手指内的管道支撑结构。

当然，手指内也可以设置更多组的走线座、分别用于固定各个管道。

可选地，任一手指的指尖与一组仿生活动组相连、指尾（即手指连接手掌的部位）与另一组仿生活动组相连。

如此设置，利用第一组仿生活动组牵动指尖，可以实现指尾不动、指节弯曲的手部动作；利用第二组仿生活动组牵动指尾，又可以实现指节不动、手指伸展姿态相对手掌运动；使得两组仿生活动组配合牵动指尖和指尾，又能够更多样地调整手部姿态、实现机械手的手部仿生动作。

可选地，任一手指与至少两组仿生活动组相连，其中一组仿生活动组的第一段连接线1和第二段连接线2沿手指的长度方向延伸设置、用于牵动手指做弯曲动作；其中另一组仿生活动组的第一段连接线1和第二段连接线2沿手指的宽度方向延伸设置、用于牵动手指做相互靠近或远离的摆动动作。

如此设置，利用不同的仿生活动组既能够实现机械手的手指弯曲、又能够实现机械手的手指开合，进一步提高机械手的手指变化多样性。

可选地，任一手指包括至少两个指节，任一指节与至少一组仿生活动组相连。

例如，手指包括三个指节，一个是指尖指节、另一个是指中指节、还有一个是指尾指节，该手指对应设置有三组仿生活动组，任一仿生活动组与一个指节相连。手指运动时，三组仿生活动组可以根据需要独立动作、也可以配合动作。增设仿生活动组，可以让手指的运动更灵活。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种仿生活动组，其特征在于，包括：

第一控制源（100），所述第一控制源（100）能够做伸缩运动；

第二控制源（200），所述第二控制源（200）亦能够做伸缩运动；

第一段连接线（1），所述第一段连接线（1）的一端连接所述第一控制源（100）、另一端连接机械手的手指指背；

第二段连接线（2），所述第二段连接线（2）的一端连接所述第二控制源（200）、另一端连接同一所述手指的指心；

所述仿生活动组包括活动状态和复原状态；

所述仿生活动组处于所述活动状态时，所述第一控制源（100）做伸出运动，所述第二控制源（200）做回缩运动，使得所述手指弯曲；

所述仿生活动组处于所述复原状态时，所述第一控制源（100）做回缩运动，所述第二控制源（200）做伸出运动，使得所述手指伸展；

其中，所述第一控制源（100）和/或所述第二控制源（200）包括多个电磁单元（210），多个所述电磁单元（210）顺序设置；

任一所述电磁单元（210）包括铁芯和线圈，所述线圈环绕所述铁芯设置，所述线圈通电后，所述电磁单元（210）具备磁性；

使得所述电磁单元（210）相吸，所述第一控制源（100）或者所述第二控制源（200）做回缩运动；

使得所述电磁单元（210）相斥，所述第一控制源（100）或者所述第二控制源（200）做伸出运动；

所述仿生活动组还包括：

第一管道（310），所述第一控制源（100）设于所述第一管道（310）中；

第二管道（320），所述第二控制源（200）设于所述第二管道（320）中；

其中，所述第一管道（310）和所述第二管道（320）中填充有缓冲液；

所述仿生活动组还包括：

第三管道（330），所述第三管道（330）连通所述第一管道（310），所述第一段连接线（1）设于所述第三管道（330）中，所述缓冲液能够在所述第三管道（330）中流动、起到热传递和液压传递的作用；

第四管道（340），所述第四管道（340）连通所述第二管道（320），所述第二段连接线（2）设于所述第四管道（340）中，所述缓冲液能够在所述第四管道（340）中流动、起到热传递和液压传递的作用；

其中，所述第三管道（330）连通所述第四管道（340）。

2.根据权利要求1所述的仿生活动组，其特征在于，任意两个相邻的所述电磁单元（210）之间设置有弹性件（220）；

和/或，所述第一控制源（100）和/或所述第二控制源（200）包括不少于50个所述电磁单元（210）。

3.根据权利要求1所述的仿生活动组，其特征在于，所述第一段连接线（1）和/或所述第二段连接线（2）采用碳纤维线或者高强度尼龙线；

和/或，所述第一管道（310）和/或所述第二管道（320）采用玻璃或者塑料制备；

和/或，所述第三管道（330）和/或所述第四管道（340）采用软管。

4.根据权利要求1所述的仿生活动组，其特征在于，还包括：

第五管道（350），连通所述第二管道（320），设于所述第四管道（340）一侧、靠近所述手指的指心；

压力检测件（360），设于所述第五管道（350）上，用于检测所述第五管道（350）内的液压变化。

5.根据权利要求4所述的仿生活动组，其特征在于，所述第五管道（350）设置呈U字型、且两端均连通所述第二管道（320），所述压力检测件（360）连接U字形管道的两个管段；

和/或，所述第五管道（350）的管径小于所述第四管道（340）的管径；

和/或，所述第五管道（350）上设有至少两组所述压力检测件（360），其中一组所述压力检测件（360）靠近所述手指的指尖，其中另一组所述压力检测件（360）靠近所述手指的第二个指节；

和/或，所述第五管道（350）上设有至少一组所述压力检测件（360），任一组包括三个并排设置的所述压力检测件（360）。

6.根据权利要求4所述的仿生活动组，其特征在于，还包括第六管道（370），所述第六管道（370）连通所述第一管道（310），并设于所述第三管道（330）一侧、靠近所述手指的指背；

所述第六管道（370）上亦设有压力检测件（360）。

7.根据权利要求3-6任一项所述的仿生活动组，其特征在于，所述缓冲液采用氟化液或者液压油；

和/或，所述缓冲液中添加有粘稠剂。

8.一种机械手，其特征在于，包括五组权利要求1-7任一项所述的仿生活动组，还包括：

手臂支架（3），所述第一控制源（100）和所述第二控制源（200）设于所述手臂支架（3）中；

手部支架（4），所述第一段连接线（1）和所述第二段连接线（2）设于所述手部支架（4）中；

其中，五组所述第一段连接线（1）和所述第二段连接线（2）分别连接所述手部支架（4）的五指，五组所述第一控制源（100）和所述第二控制源（200）配合作用、能够驱使所述机械手的五指动作。

9.一种机械手，其特征在于，包括多组权利要求1-7任一项所述的仿生活动组，所述机械手的任一手指的指尖与一组所述仿生活动组相连、指尾与另一组所述仿生活动组相连；

或者，任一手指与至少两组所述仿生活动组相连，其中一组所述仿生活动组的所述第一段连接线（1）和所述第二段连接线（2）沿所述手指的长度方向延伸设置、用于牵动所述手指做弯曲动作，其中另一组所述仿生活动组的所述第一段连接线（1）和所述第二段连接线（2）沿所述手指的宽度方向延伸设置、用于牵动所述手指做相互靠近或远离的摆动动作；

或者，任一手指包括至少两个指节，任一所述指节与至少一组所述仿生活动组相连。