阅读说明：本技术 一种仿生手骨 (Bionic hand bone ) 是由 邹锐周 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种仿生手骨,包括手骨骨架,手骨骨架由手掌骨架和指头骨架组成,手掌骨架的一端设有五个凸起部,五个指根关节安装孔通过指根关节依次安装有角度可调节的拇指骨架、食指骨架、中指骨架、无名指骨架和小指骨架,且近节指骨、中节指骨和远节指骨的圆形端头处均开设有用于转抽穿过的轴孔,本发明的手掌骨架、指头骨架和指根关节可采用金属板一次冲压成型、激光切割或线切割方式进行加工,减少骨架工件的制造成本,同时提高工件的加工效率,且部件采用上述的加工方式,可确保批量工件加工时的尺寸统一性,提高成品的良率；同时可以确保成品的手指活动可以随时定位,确保手部可以做出仿人手的自然姿态,进一步提高成品的品质感。(The invention discloses a bionic hand skeleton, which comprises a hand skeleton, wherein the hand skeleton consists of a palm skeleton and a finger skeleton, one end of the palm skeleton is provided with five protrusions, five finger joint mounting holes are sequentially provided with a thumb skeleton with adjustable angles, an index finger skeleton, a middle finger skeleton, a ring finger skeleton and a little finger skeleton through finger joints, and round ends of proximal phalanx, middle phalanx and distal phalanx are all provided with shaft holes for rotary drawing to pass through; meanwhile, the finished finger movement can be positioned at any time, the hand can be made to have a natural posture simulating the hand of a person, and the quality of the finished product is further improved.)

一种仿生手骨

技术领域

本发明涉及仿生装置技术领域，特别涉及一种仿生手骨。

背景技术

在仿人体手的部件制作过程中，为了增加手部的真实性，需在手 体的内部嵌入骨架，但是传统的骨架具有以下缺陷：

(1)传统的骨架制作从最初的软性铁丝、延展性好的铜丝再到定型弹簧 丝，但是在实际的使用过程中，手体内的骨架活动角度限制较大，无法做到 同真人手的握拳和手指开合时的姿态自然变化；

(2)为了克服上述骨架存在的缺陷，出现了金属材质的骨架，但是金属 材质的骨架在加工的过程中，一般需要开钢模，再进行浇铸，或使用高精密 CNC数控车床进行制作，使得组成骨架的工件制作时长较长，加工操作较为繁 琐，制作成本较高，且工件在进行组装时，装配工时较长，且工件的连接松 紧程度不易调节，对后期成品的品质造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生手骨，以解决上述背景技术中提出的现 有的仿生手骨架制作成本较高，且工件在进行组装时，装配工时较长，且工 件的连接松紧程度不易调节，对后期成品的品质造成一定的影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种仿生手骨，包括手骨 骨架，所述手骨骨架由手掌骨架和指头骨架组成，手掌骨架的一端设有五个 凸起部，每个凸起部的表面均开设有指根关节安装孔，五个指根关节安装孔 通过指根关节依次安装有角度可调节的拇指骨架、食指骨架、中指骨架、无 名指骨架和小指骨架；

所述拇指骨架、食指骨架、中指骨架、无名指骨架和小指骨架均由近节 指骨、中节指骨和远节指骨组成，近节指骨、中节指骨和远节指骨均呈扁平 的哑铃状，且近节指骨、中节指骨和远节指骨的圆形端头处均开设有用于转 抽穿过的轴孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述指根关节包括与手掌骨架平行设 置的第一连接块，所述第一连接块的一端设有与其垂直固定连接的第二连接 块，第一连接块通过中部开设的通孔配合转轴与指根关节安装孔转动连接， 所述第二连接块通过中部开设的通孔配合转轴与近节指骨一端的轴孔转动连 接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述近节指骨另一端的轴孔通过转轴 与中节指骨的一端轴孔转动连接，所述中节指骨的另一端轴孔通过转轴与远 节指骨的一端轴孔转动连接，所述远节指骨的形状与指根关节形状一致。

作为本发明的一种优选技术方案，所述近节指骨的长度大于中节指骨的 长度，所述中节指骨的长度大于远节指骨的长度，且所述近节指骨、中节指 骨和远节指骨均为金属材质制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述手掌骨架的一端位于相邻两个指 根关节安装孔之间均开设有内凹的弧形槽，所述手掌骨架的另一端开设有掌 骨安装卡位。

作为本发明的一种优选技术方案，所述手掌骨架的中部开有条状的镂空 孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述转轴的一端安装有锁紧件，所述 转轴可为销钉、铆钉或螺杆中的其中一种，所述锁紧件可为锁紧环和螺帽中 的其中一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述锁紧件的一侧与转轴的一端处于 同一水平面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种仿生手骨具有以下 有益效果：

1)手掌骨架、指头骨架和指根关节可采用金属板一次冲压成型、激光切 割或线切割方式进行加工，减少骨架工件的制造成本，同时提高工件的加工 效率，且部件采用上述的加工方式，可确保批量工件加工时的尺寸统一性， 提高成品的良率；

2)每根指骨架均采用三段式可转动的指骨结构，可实现模拟人手握拳的 动作，每根指头骨架均通过指根关节与手掌骨架连接，可实现模拟人手的每 根手指之间的开合动作，确保整个手体具有多节转动的优点，其活动效果更 接近人手的活动效果；

3)手掌骨架与指根关节之间、指根关节与近节指骨之间、近节指骨与中 节指骨之间、中节指骨与远节指骨之间均采用转轴配合锁紧件进行转动连接， 通过锁紧件与转轴的固定松紧程度调节，可以针对性的对不同成品进行设定， 使得成品的关节可以做到转动时的流畅灵活性，同时可以确保成品的手指活 动可以随时定位，确保手部可以做出仿人手的自然姿态，进一步提高成品的 品质感。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的手掌骨架结构示意图；

图3为本发明的拇指骨架结构示意图；

图4为本发明的指根关节结构示意图。

图中：1、手掌骨架；11、镂空孔；12、指根关节安装孔；13、掌骨安装 卡位；2、指头骨架；21、拇指骨架；22、食指骨架；23、中指骨架；24、无 名指骨架；25、小指骨架；2a、近节指骨；2b、中节指骨；2c、远节指骨；3、 指根关节；31、第一连接块；32、第二连接块；4、锁紧件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供了一种仿生手骨，包括手骨骨架，手骨骨架由 手掌骨架1和指头骨架2组成，手掌骨架1的一端设有五个凸起部，每个凸 起部的表面均开设有指根关节安装孔12，五个指根关节安装孔12通过指根关 节3依次安装有角度可调节的拇指骨架21、食指骨架22、中指骨架23、无名 指骨架24和小指骨架25；

拇指骨架21、食指骨架22、中指骨架23、无名指骨架24和小指骨架25 均由近节指骨2a、中节指骨2b和远节指骨2c组成，近节指骨2a、中节指骨 2b和远节指骨2c均呈扁平的哑铃状，且近节指骨2a、中节指骨2b和远节指 骨2c的圆形端头处均开设有用于转抽穿过的轴孔。

进一步的，指根关节3包括与手掌骨架1平行设置的第一连接块31，第 一连接块31的一端设有与其垂直固定连接的第二连接块32，第一连接块31 通过中部开设的通孔配合转轴与指根关节安装孔12转动连接，第二连接块32 通过中部开设的通孔配合转轴与近节指骨2a一端的轴孔转动连接，使得近节 指骨2a通过指根关节3与手掌骨架1进行连接，确保近节指骨2a可以进行Z 轴向和X轴向的转动。

进一步的，近节指骨2a另一端的轴孔通过转轴与中节指骨2b的一端轴 孔转动连接，中节指骨2b的另一端轴孔通过转轴与远节指骨2c的一端轴孔 转动连接，远节指骨2c的形状与指根关节3形状一致，使得近节指骨2a、中 节指骨2b和远节指骨2c可以进行灵活的转动，且呈S型扭曲状的远节指骨2c可以确保指头端部硅胶体的充盈性，使得指头更接近人体手指形状，同时 形状与指根关节3的形状加工成一致，使得工件之间可以共用，提高工件的 加工效率，减少仿生手骨的生产成本。

进一步的，近节指骨2a的长度大于中节指骨2b的长度，中节指骨2b的 长度大于远节指骨2c的长度，且近节指骨2a、中节指骨2b和远节指骨2c均 为金属材质制成，确保组装后的近节指骨2a、中节指骨2b和远节指骨2c更 接近人体手部的骨骼结构。

进一步的，手掌骨架1的一端位于相邻两个指根关节安装孔12之间均开 设有内凹的弧形槽，手掌骨架1的另一端开设有掌骨安装卡位13，通过设有 的弧形槽，可以确保五根指头骨架2可以横向的顺畅运动。

进一步的，手掌骨架1的中部开有条状的镂空孔11，减轻仿生手骨的整 体重量，同时使得硅胶体可以更好的固定包覆于手掌骨架1的外部。

进一步的，转轴的一端安装有锁紧件4，转轴可为销钉、铆钉或螺杆中的 其中一种，锁紧件4可为锁紧环和螺帽中的其中一种，通过锁紧件4与转轴 的固定松紧程度，调节手掌骨架1与指根关节3之间、指根关节3与近节指 骨2a之间、近节指骨2a与中节指骨2b之间和中节指骨2b与远节指骨2c之 间转动时的灵活程度。

进一步的，锁紧件4的一侧与转轴的一端处于同一水平面上，防止转轴 转动时，对硅胶体的内侧造成较大的磨损。

具体生产时，选用合适厚度及合适材质的金属板(不锈钢，铝镁合金等)， 采油冲压、激光切割或线切割方式进行加工，分别加工出手掌骨架1，并加工 出镂空孔11、指根关节安装孔12和掌骨安装卡位13，再利用冲床、激光切 割设备或线切割设备加工出五根指头骨架2的近节指骨2a、中节指骨2b和远 节指骨2c以及每节指骨端头处的轴孔，最后利用加工出指根关节3(指根关 节3与远节指骨2c两个部件可以通用)，并分别对第一连接块31和第二连接 块32的中部加工出通孔。

具体组装时，首先将五个指根关节3的第一连接块31水平贴于手掌骨架 1一端对应的五个凸起部处，再利用转轴穿过第一连接块31的通孔与手掌骨 架1的指根关节安装孔12穿插连接，完成指根关节3与手掌骨架1的安装， 再将第二连接块32与对应的近节指骨2a一端贴合，利用转轴穿过第二连接 块32的通孔与近节指骨2a一端的轴孔穿插连接，完成指根关节3与近节指 骨2a的安装，近节指骨2a的另一端与中节指骨2b的一端贴合，利用转轴穿 过近节指骨2a另一端的轴孔与中节指骨2b一端的轴孔穿插连接，完成近节 指骨2a与中节指骨2b的安装，再将中节指骨2b的另一端与远节指骨2c的 一端贴合，利用转轴穿过中节指骨2b另一端的轴孔与远节指骨2c一端的轴 孔穿插连接，完成中节指骨2b与远节指骨2c的安装，最终完成五根指头骨 架2与对应指根关节3的安装。

最后在转轴的一端安装锁紧件4，通过锁紧件4与转轴的固定松紧程度， 调节手掌骨架1与指根关节3之间、指根关节3与近节指骨2a之间、近节指 骨2a与中节指骨2b之间和中节指骨2b与远节指骨2c之间转动时的灵活程 度。

具体使用时，将掌骨安装卡位13与手臂骨架配合安装固定，组成手骨骨 架的手掌骨架1、指头骨架2和指根关节3均包覆一层类肤材质的硅胶，并使 的外形呈现人手造型，呈S型扭曲状远节指骨2c可以确保手指指端的饱满， 更接近人手部的外形；内置骨架的硅胶手体其每根指头均采用三段式的指骨 结构，并且对应的每根指骨之间均通过转轴转动连接，使得每根拇指均可向 手掌部灵活转动，实现模拟人手握拳的动作，指头骨架2通过指根关节3与 手掌骨架1转动连接，使得每根拇指均可相对的运动，实现模拟人手五指开 合的动作，确保整个手体具有多节转动的优点，其活动效果更接近人手的活 动效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图 所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示 或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也 可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是 直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两 个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员 而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。