專利名稱：一種氣動(dòng)柔性人工手指的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及人工手指，尤其涉及基于氣動(dòng)技術(shù)的柔性人工手指，適用于機(jī)器人多指靈巧手的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
機(jī)器人靈巧手的設(shè)計(jì)是機(jī)器人設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容，也是最關(guān)鍵的難點(diǎn)，機(jī)器人靈巧手的性能直接決定了機(jī)器人的性能。在本實(shí)用新型做出之前，傳統(tǒng)的靈巧手設(shè)計(jì)大都采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)，利用電機(jī)或者液壓驅(qū)動(dòng)，利用機(jī)械部件作為執(zhí)行端，其主要缺點(diǎn)是需要電機(jī)、傳動(dòng)裝置等輔助機(jī)構(gòu)，外形龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，柔順性能差，不能主動(dòng)適應(yīng)目標(biāo)的外形，容易對抓取目標(biāo)造成損傷，影響實(shí)施效果。
也有人提出氣動(dòng)柔性關(guān)節(jié)，如申請?zhí)枮?00410017444.2的中國發(fā)明專利提供了一種氣動(dòng)柔性彎曲關(guān)節(jié)，由橡膠管、嵌套在橡膠管管壁中的螺旋金屬絲和端蓋組成，在其中一個(gè)端蓋上開設(shè)有與大氣相通的通孔，在橡膠管的一側(cè)管壁中還安裝有約束鋼絲，約束鋼絲和螺旋金屬絲的每一匝纏繞。但是一個(gè)單一的關(guān)節(jié)只具有一個(gè)自由度，工作范圍狹窄，只能完成簡單的動(dòng)作、抓取較小的目標(biāo)物，而無法完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中氣動(dòng)人工手指自由度少、工作范圍狹窄、只能完成簡單動(dòng)作的不足，本實(shí)用新型提供一種多自由度、工作范圍廣、能完成更加復(fù)雜動(dòng)作的氣動(dòng)柔性人工手指。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種氣動(dòng)柔性人工手指，包括剛體、橡膠管和安裝在所述橡膠管的一側(cè)管壁中的約束鋼絲，所述的橡膠管兩端分別與所述的剛體密封連接，所述的橡膠管及剛體有多個(gè)，橡膠管與剛體依次交錯(cuò)排列，每個(gè)橡膠管的約束鋼絲位于同一側(cè)，每個(gè)橡膠管與剛體所構(gòu)成的密封空間構(gòu)成工作腔室，所述的工作腔室分別與一通氣管相通，所述的通氣管依次穿過各個(gè)剛體而與各自的工作腔室相連。
進(jìn)一步，所述橡膠管的管壁中還嵌套有螺旋金屬絲，所述的約束鋼絲與所述螺旋金屬絲的每一匝纏繞。
更進(jìn)一步，所述的橡膠管有三個(gè)。
本實(shí)用新型所述的氣動(dòng)柔性人工手指的有益效果主要表現(xiàn)在可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)出多自由度的氣動(dòng)人工手指，由于具有多個(gè)自由度，可以完成更加復(fù)雜的動(dòng)作，基于氣動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)，采用橡膠管作為執(zhí)行件，柔順性能高，對目標(biāo)物的適應(yīng)能力更強(qiáng)。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例一參照圖1，本實(shí)施例為三自由度氣動(dòng)柔性人工手指，具有四個(gè)剛體1和三個(gè)橡膠管2，橡膠管2和剛體1依次交錯(cuò)排列，橡膠管2的兩端通過強(qiáng)力膠與剛體1密封連接。橡膠管2的一側(cè)管壁中設(shè)有約束鋼絲3，且每個(gè)橡膠管2中的約束鋼絲3都位于同一側(cè)，約束鋼絲可通過螺釘固定在剛體上。每個(gè)橡膠管2與剛體1所構(gòu)成的密封空間構(gòu)成工作腔室4，每個(gè)工作腔室4都有一根通氣管5與其相通，通氣管5是這樣設(shè)置的從端部的剛體開始依次穿過各個(gè)剛體到達(dá)各自的工作腔室，因此，從端部的剛體開始起，各個(gè)剛體上依次需要開設(shè)三個(gè)、兩個(gè)、一個(gè)孔供通氣管5通過，另一端部的剛體不需要開設(shè)孔。
本實(shí)用新型的工作原理是通過通氣管5把壓縮氣體通入各個(gè)工作腔室4中，橡膠管2的彈性管壁就要軸向伸長，由于約束鋼絲3的作用，具有約束鋼絲3的一側(cè)伸長的速度和幅度均小于未設(shè)置約束鋼絲的一側(cè)，其結(jié)果是整個(gè)橡膠管2向具有約束鋼絲3的一側(cè)彎曲?？刂仆ㄈ敫鱾€(gè)工作腔室4的氣體壓力，就可以使得整個(gè)手指產(chǎn)生不同程度的運(yùn)動(dòng)彎曲，釋放工作腔室4內(nèi)的高壓氣體，由于橡膠的回復(fù)彈性，整個(gè)手指恢復(fù)原始狀態(tài)。
實(shí)施例二參照圖1，在橡膠管2的管壁中還嵌套有螺旋金屬絲6，所述的約束鋼絲3與所述螺旋金屬絲6的每一匝纏繞。當(dāng)向工作腔室4中通入壓縮氣體時(shí)，螺旋金屬絲6可以限制橡膠管管壁的徑向膨脹，避免手指的徑向變形。其余結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式與實(shí)施例一相同。
實(shí)施例三本實(shí)施例為二自由度氣動(dòng)柔性人工手指，具有三個(gè)剛體和兩個(gè)橡膠管，橡膠管和剛體依次交錯(cuò)排列，橡膠管的兩端通過強(qiáng)力膠與剛體密封連接。橡膠管的一側(cè)管壁中設(shè)有約束鋼絲，且每個(gè)橡膠管中的約束鋼絲都位于同一側(cè)。每個(gè)橡膠管與剛體所構(gòu)成的密封空間構(gòu)成工作腔室，每個(gè)工作腔室都有一根通氣管與其相通，通氣管是這樣設(shè)置的從端部的剛體開始依次穿過各個(gè)剛體到達(dá)各自的工作腔室，因此，因此，從端部的剛體開始起，各個(gè)剛體上依次需要開設(shè)兩個(gè)、一個(gè)孔供通氣管通過，另一端部的剛體不需要開設(shè)孔。
實(shí)施例四本實(shí)施例為四自由度氣動(dòng)柔性人工手指，具有五個(gè)剛體和四個(gè)橡膠管，橡膠管和剛體依次交錯(cuò)排列，橡膠管的兩端通過強(qiáng)力膠與剛體密封連接。橡膠管的一側(cè)管壁中設(shè)有約束鋼絲，且每個(gè)橡膠管中的約束鋼絲都位于同一側(cè)，在橡膠管的管壁中還嵌套有螺旋金屬絲，所述的約束鋼絲與所述螺旋金屬絲的每一匝纏繞。每個(gè)橡膠管與剛體所構(gòu)成的密封空間構(gòu)成工作腔室，每個(gè)工作腔室都有一根通氣管與其相通，通氣管是這樣設(shè)置的從端部的剛體開始依次穿過各個(gè)剛體到達(dá)各自的工作腔室，因此，因此，從端部的剛體開始起，各個(gè)剛體上依次需要開設(shè)四個(gè)、三個(gè)、兩個(gè)、一個(gè)孔供通氣管通過，另一端部的剛體不需要開設(shè)孔。
權(quán)利要求1.一種氣動(dòng)柔性人工手指，包括剛體、橡膠管和安裝在所述橡膠管的一側(cè)管壁中的約束鋼絲，所述的橡膠管兩端分別與所述的剛體密封連接，其特征在于所述的橡膠管及剛體有多個(gè)，所述的橡膠管與剛體依次交錯(cuò)排列，橡膠管中的約束鋼絲位于同一側(cè)，每個(gè)橡膠管與剛體所構(gòu)成的密封空間構(gòu)成工作腔室，所述的工作腔室分別與一通氣管相通，所述的通氣管依次穿過各個(gè)剛體而與各自的工作腔室相連。
2.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)柔性人工手指，其特征在于所述橡膠管的管壁中還嵌套有螺旋金屬絲，所述的約束鋼絲與所述螺旋金屬絲的每一匝纏繞。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)柔性人工手指，其特征在于所述的橡膠管有三個(gè)。
專利摘要一種氣動(dòng)柔性人工手指，包括剛體、橡膠管和安裝在所述橡膠管的一側(cè)管壁中的約束鋼絲，所述的橡膠管兩端分別與所述的剛體密封連接，其特征在于所述的橡膠管及剛體有多個(gè)，所述的橡膠管與剛體依次交錯(cuò)排列，橡膠管中的約束鋼絲位于同一側(cè)，每個(gè)橡膠管與剛體所構(gòu)成的密封空間構(gòu)成工作腔室，所述的工作腔室分別與一通氣管相通，所述的通氣管依次穿過各個(gè)剛體而與各自的工作腔室相連。由于具有多個(gè)自由度，可以完成更加復(fù)雜的動(dòng)作，基于氣動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)，采用橡膠管作為執(zhí)行件，柔順性能高，對目標(biāo)物的適應(yīng)能力更強(qiáng)。
文檔編號B25J15/12GK2774718SQ20052010074
公開日2006年4月26日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者張立彬, 楊慶華, 鮑官軍, 阮健 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)