本实用新型公开了一种带温度和触觉力感知功能的仿人型机械手指。仿人机械手指分为弯曲幅度可控的三节手指金属指骨依次铰接而成，外表面用肤色硅胶封装；每节手指中空，在第三节手指金属指骨内布置微型电机及小型电路，第一节手指金属指骨和第二节手指金属的指腹均开有平面凹槽，内分别装有三维力传感器，第一节手指金属指骨顶端半圆面开有缺口，通过卡扣固定弧形的热导体和温度传感器，温度传感器紧密贴合于热导体内表面。本实用新型可以灵敏测量机械手指所接触物体的温度和施加在物体上的三维力，并实时传输给控制系统，通过三维力变化识别滑移、物体变形等，实现将人工触觉集成于机械手指上，便于闭环控制机械手更加智能灵巧稳定的抓取物体。

项目的背景及目的 在工资水平较低的中国，塑料制品行业仍属于劳动力密集型产业，但机械手的使用已经越来越普及。注塑机专用机械手的作用：第一、节省人力成本。第二、安全生产。第三、提高产品质量。第四、提高生产效率。海尔机械手采用PLC作为控制器。为提高国产化率和自主创新水平，我们与海尔公司合作研制自主知识产权的机械手控制器。控制系统包括两部分：1、多轴运动控制器，2、手持式编程控制器。实现对机器人多轴运动进行协调控制，同时通过手持式编程控制器（盒）完成对多轴

具有五个自由度，可实现水平摆动、上下俯仰、前后伸缩、回转以及挟持动作。

一种仿人手指端滑动触觉传感器，本申请橡胶指尖为半球形空腔；PVDF薄膜附着于橡胶指尖外部；密封塞将橡胶指尖密封，且密封塞底部装有液体压力传感器；外壳主体为刚性桶状结构，顶部有圆形开口，底部为法兰盘结构，呈十字形对称分布四个圆形通孔；内骨架包括圆柱头、直立应变杆以及底座，应变杆靠近底座的位置四面分别贴有应变片，底座上呈十字形对称分布四个圆形螺纹通孔；连接螺栓经过外壳底部的通孔与底座螺纹孔配合，将内骨架与外壳连接；PVDF薄膜与橡胶指尖、橡胶指尖与内骨架、外壳均采用粘连剂固定连接。本发明可以安装在仿生假手或机械手的指端，用于获取物体的纹理、材质、形状等信息以及手指与接触对象的接触状况等信息。

针对干喷存在的粉尘大、强度低、回弹率高等现状，先后与山东能源新巨龙煤矿、同煤集团同忻煤矿、徐工-施维英公司、中煤王家岭煤矿展开湿喷技术及配套装备研究合作，现已成熟应用。湿喷机采用防粘度技术成功解决了料腔粘料、堵管问题。在同忻煤矿首次实现了水、水泥、砂子、石子及各种添加剂全程定量的喷混凝土作业控制，能够保证喷混凝土性能稳定。为提高机械化程度，在王家岭矿首次采用喷浆机械手，通过远距离遥控器操作机械手来实现喷浆作业，解除了喷浆工人的繁重体力劳动，提高了施工效率、喷浆质量。根据不同矿井条件，设计了不同湿喷砼模式。在新巨龙矿成功应用了“地面配料+大巷搅拌站+井下湿喷”系统，研究成果获山东省煤炭科技进步二等奖；在同忻矿成功应用了“地面配料和搅拌+罐车运输+井下湿喷”系统，用防爆罐车把砼（加入水化控制剂）运至湿喷地点，接着把罐车内砼加入到湿喷机进行喷射，山西省科技厅组织有关专家对其进行了成果鉴定，研究成果获部级三等奖；在王家岭矿采用“地面配料+井下搅拌并给入湿喷机+机械手喷浆”系统，进一步提高了机械化程度。研究团队现拥有一种高强度低耗能的煤矿湿喷系统及湿喷方法（2013106765591）、喷浆机械手（2014100645459）、一种矿用螺旋式定量配水输送车（2013106812342）、一种矿井用混凝土搅拌运输罐车（2014205178627）等专利六项。

机械手无损检测系统由关节式机械手、超声检测仪器、超声换能器和液浸槽等构件组成，采用高性能计算机实现机器人和超声检测仪器的集成控制，采用创新的软硬件接口技术保证扫查点位置坐标数据和超声检测信号的同步采集，实现高检测分辨力和检测重复性。机械手无损检测系统的特点有检测精度高、速度快，灵活性好；位置信息和超声信号同步采集，精准定位缺陷位置；全波数据采集与存储功能，可实现任意深度成像观测；多种成像方式，可实现多种物理特性观测与分析；显示直观，快速扫描显示工件内部缺陷。机械手无损检测系统主要针对复杂曲面的金属和复合材料构件的超声无损检测与评估难题，采用单（双）机械手夹持换能器或工件实现快速准确的自动化无损检测，完成人工无法实现的扫查工作。 机械手无损检测系统目前已经应用在西安航空发动机（集团）有限公司，兵器工业集团内蒙古一机集团，航天材料及工艺研究所等单位；并在2017年11月由北京理工大学申请，国家质量技术监督局颁布国家标准《无损检测 机械手超声检测方法》（GB/T34892-2017），2018年6月1日开始实施；同时机械手无损检测系统申请多项国家发明专利。

机械手无损检测系统由关节式机械手、超声检测仪器、超声换能器和液浸槽等构件组成，采用高性能计算机实现机器人和超声检测仪器的集成控制，采用创新的软硬件接口技术保证扫查点位置坐标数据和超声检测信号的同步采集，实现高检测分辨力和检测重复性。机械手无损检测系统的特点有检测精度高、速度快，灵活性好；位置信息和超声信号同步采集，精准定位缺陷位置；全波数据采集与存储功能，可实现任意深度成像观测；多种成像方式，可实现多种物理特性观测与分析；显示直观，快速扫描显示工件内部缺陷。机械手无损检测系统主要针对复杂曲面的金属和复合材料构件的超声无损检测与评估难题，采用单（双）机械手夹持换能器或工件实现快速准确的自动化无损检测，完成人工无法实现的扫查工作。 机械手无损检测系统目前已经应用在多家央企、研究所等单位；并在2017年11月由北京理工大学申请，国家质量技术监督局颁布国家标准《无损检测 机械手超声检测方法》（GB/T34892-2017），2018年6月1日开始实施。

产品详细介绍  AT-Q5 四自由度气动机械手   澳特AT-3气动机械手可完成：手爪抓取物料，手臂上下、前后移动并旋转90（180）度等动作，用于工业生产中自动抓取冲压、锻压的自动上下物料。数字可编程逻辑（数字PLC）控制，行程定位准确，运行可靠。随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个企业。   澳特AT-Q气动机械手参数： 序号 设备名称 技术参数 1 气动机械手 1 作动型式：复动式 2 使用流体：空气 3 使用压力范围：Kgf／cm2（KPa）1.5～9（150～900） 4 R轴：90°　63X90° ;    180°　63X180° 5 X轴：机种（缸径mm）20（20）32（32）；出力（Kgf）3.1xP　8xP 6 Y轴：机种（缸径mm）20（20）32（32）；出力（Kgf）3.1xP　8xP 7 Z轴   90°　0-90°　30-90° ；   180°　10-180°　30-180° 8 H轴   平行机械夹　20　-32 ； Y型机械夹　20　32 9 大口机械夹　20　32     安装方式          桌面安装，可拆装式 本体质量         62kg 尺寸             （臂长*宽*高）350*250*500mm 功率              1KW 供电电源及控制    220V、50Hz；（配数字PLC与电器控制系统） 电源容量          1KVA，     四自由度气动机械手是机电一体化技术的典型产品,该机械手应用气缸实现所有的动作,使用PLC对其进行控制。该机械手可以广泛应用在气动技术，数字PLC与电器控制、计算机控制技术等课程的工程教学与实训中，教学效果理想。利用机械手实现：编程—安装—调试—运行—检测的实际训练，并在实训指导手册的指引下获取更多接近实际工业应用的工作经验。通过实际操作，进一步强化PLC编程的技能和实际应用能力，同时，认识常用传感器和气动元件，了解气动机械手的多种工业应用。   配套的工程教学内容：气动机械手的构成，气动元件选择，气动系统的组合和装配，可编程控制编程，气动元件控制方法，电气控制箱设计安装等。

成果简介：本项目研制的柔性一体化关节采用机电一体的模块化设计，具有高力矩稳定输出（输出力矩70Nm），高集成化（机构、驱动电路和通信模块集成于关节之中）、互换性好（肩、肘关节可直接替换）、可靠性高等特点，适合于大规模生产，可以降低机械臂成本，具有极大的市场推广价值。关节内部含有弹性环节，存在内在柔性，当与环境或人接触时，可以保证人不受伤害以及机械臂自身的安全性。同时，可以测量关节的输出力矩，获得比传统关节更好的力控制精度与稳定性。 本项目在柔性一体化关节的基础上研制了仿人柔性机械臂，该

仿人形机器人BHR-01身高1.58米、体重76公斤，可持续半小时无外接电缆行走，速度每小时1公里，步幅0.33米。可根据自身的力觉、平衡觉等多种传感器适应未知高度变化地面，具有稳定行走、太极表演等功能，是集机构、控制、驱动、传感器、电源等于一体的仿人机器人，在无外接电缆行走等方面达到世界先进水平。 由于它具有人类的两手、两脚等外观特征，因而更容易适应人类的活动环境，代替人类完成各种作业。在家庭服务、反恐防暴、核电站检修、火灾救援、空间探测、军事作战等方面具有广阔的应用前景。