機(jī)器人仿生手指的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人仿生手指。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，目前大部分仿人機(jī)械手都是基于機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手指關(guān)節(jié)的彎曲，通過多關(guān)節(jié)串聯(lián)組成機(jī)械手手指，通過微型電機(jī)、推舉氣缸、鋼絲繩牽引等方式帶動機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)手指的收縮運(yùn)動，達(dá)到精確控制的目的，但是結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，控制過程繁瑣，對于僅抓取物品功能的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性較差，并且成本高、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損壞、控制難度高無法達(dá)到柔性控制需求。因此需要一種機(jī)器人的機(jī)械手的控制難度低，結(jié)構(gòu)和材料簡單就能實(shí)現(xiàn)對物品的抓取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)器人仿生手指，以解決控制難度低，結(jié)構(gòu)和材料簡單就能實(shí)現(xiàn)對物品的抓取的問題。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種機(jī)器人仿生手指，包括保持架和氣囊，所述氣囊為長條筒狀結(jié)構(gòu)，所述保持架為長條片狀結(jié)構(gòu)，由彈性材料制成，自然狀態(tài)下呈彎曲狀，所述保持架軸向貼合在氣囊的氣囊壁上，使得氣囊在自然狀態(tài)下呈彎曲狀。
[0005]進(jìn)一步地，所述氣囊包括厚壁側(cè)和薄壁側(cè)，所述厚壁側(cè)的曲率小于薄壁側(cè)的曲率。所述保持架軸向貼合在氣囊的厚壁側(cè)內(nèi)側(cè)、厚壁側(cè)外側(cè)、薄壁側(cè)內(nèi)側(cè)或薄壁側(cè)22外側(cè)。
[0006]進(jìn)一步地，所述保持架包括一體形成的基體及頂蓋，頂蓋貼合在氣囊的末端，基體的彈性變形量大于頂蓋的彈性變形量。
[0007]進(jìn)一步地，所述氣囊由嵌簧絲的橡膠材料制成。所述簧絲螺旋狀嵌入氣囊壁。
[0008]進(jìn)一步地，所述氣囊壁的外側(cè)設(shè)有若干凸點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用單氣囊驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，容易控制，氣囊與保持架貼合，可以在氣囊氣壓較小時保持一定剛度，氣囊截面曲率小的一側(cè)壁厚大于另一側(cè)可保證壓強(qiáng)增大時薄壁側(cè)伸長量大于壁厚側(cè)以利于驅(qū)動手指伸直，氣囊內(nèi)嵌簧絲以減小氣囊伸長過程中徑向的變形，在減壓時利于氣囊恢復(fù)原狀，氣囊負(fù)壓時仍可保持初始形狀，氣囊外側(cè)設(shè)有若干凸點(diǎn)可增加氣囊的摩擦力，有利于抓取物品。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明機(jī)器人仿生手指的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明機(jī)器人仿生手指的保持架的示意圖；
圖3為本發(fā)明機(jī)器人仿生手指的氣囊的示意圖；
圖4為本發(fā)明機(jī)器人仿生手指的充氣過程狀態(tài)的示意圖；
圖中，保持架1、氣囊2、厚壁側(cè)21、薄壁側(cè)22、基體11、頂蓋12。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明的機(jī)器人仿生手指包括保持架I和氣囊2。所述氣囊2為長條筒狀結(jié)構(gòu)，所述保持架I為長條片狀結(jié)構(gòu)，由彈性材料制成，自然狀態(tài)下呈彎曲狀，所述保持架I軸向貼合在氣囊2的氣囊壁上，使得氣囊2在自然狀態(tài)下呈彎曲狀。
[0013]如圖2所示，所述保持架I包括一體形成的基體11及頂蓋12，頂蓋12貼合在氣囊2的末端，基體11的彈性變形量大于頂蓋12的彈性變形量。所述基體11使用彈性金屬片沖壓而成，可有較大變形，能夠拉直；所述頂蓋12使用剛性較好的金屬材料制成，不會出現(xiàn)較大變形，以保證氣囊2在充氣狀態(tài)下保持彎曲，不會伸展彈出。
[0014]如圖3所示，所述氣囊2包括厚壁側(cè)21和薄壁側(cè)22，所述厚壁側(cè)21的曲率小于薄壁側(cè)22的曲率。本實(shí)施例中保持架I貼合在氣囊厚壁側(cè)21的外側(cè)，氣囊2薄壁側(cè)22外側(cè)具有凸點(diǎn)可以增加摩擦力，氣囊2為單通道氣囊，由嵌簧絲的橡膠材料制成，簧絲螺旋狀嵌入氣囊壁，正常狀態(tài)下，氣囊2有微小氣壓。
[0015]本發(fā)明的工作過程如下:
初始狀態(tài)下，氣囊2內(nèi)有微小的氣壓，由于保持架I在自然狀態(tài)下呈彎曲狀，且氣囊2與保持架I貼合，此時手指呈彎曲狀態(tài)，如圖4 (a)所示；為抓取物體，向氣囊2內(nèi)充氣，氣囊2內(nèi)部壓強(qiáng)增大，其徑向和軸向拉伸，即變粗和伸長，簧絲呈螺旋狀嵌入氣囊壁內(nèi)，其剛度使氣囊壁徑向不會出現(xiàn)較大變形，氣囊2的厚壁側(cè)21與保持架I貼合，基本不會伸長，因此充氣時氣囊2的薄壁側(cè)22變形大于厚壁側(cè)21的變形，氣囊2的薄壁側(cè)22向保持架I 一側(cè)伸展，使保持架I的曲率減小，仿生手指軸向伸展，如圖4 (b)所示；對氣囊2持續(xù)充氣，可使保持架I的基體11伸直，如圖4 (c)所示；當(dāng)氣囊2內(nèi)氣壓減小時，在保持架I的回復(fù)力和氣囊2自身彈性作用下，氣囊2的伸長量將減小，當(dāng)氣壓降至初始?xì)鈮簳r，保持架I將依次恢復(fù)圖4 (a)、4 (b)所示彎曲狀態(tài)。當(dāng)保持架I伸直時，將物品放在兩個或多個手指之間，之后減小氣囊2內(nèi)氣壓，手指恢復(fù)彎曲狀態(tài)，將物品夾于其中，通過手指的伸長和彎曲過程，實(shí)現(xiàn)抓取物品功能。
[0016]本發(fā)明描述的一種機(jī)器人仿生手指，所述的細(xì)節(jié)僅僅為較佳的實(shí)施方式，但并非僅僅局限于此，其實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，例如將保持架替換為金屬絲等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種機(jī)器人仿生手指，其特征在于，包括保持架(I)和氣囊(2 )，所述氣囊(2 )為長條筒狀結(jié)構(gòu)，所述保持架(I)為長條片狀結(jié)構(gòu)，由彈性材料制成，自然狀態(tài)下呈彎曲狀，所述保持架(I)軸向貼合在氣囊(2)的氣囊壁上，使得氣囊(2)在自然狀態(tài)下呈彎曲狀。2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述氣囊(2)包括厚壁側(cè)(21)和薄壁側(cè)(22)，所述厚壁側(cè)(21)的曲率小于薄壁側(cè)(22)的曲率。3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述保持架(I)軸向貼合在氣囊(2)的厚壁側(cè)(21)內(nèi)側(cè)、厚壁側(cè)(21)外側(cè)、薄壁側(cè)(22)內(nèi)側(cè)或薄壁側(cè)(22)外側(cè)。4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述保持架(I)包括一體形成的基體(11)及頂蓋(12)，頂蓋(12)貼合在氣囊(2)的末端，基體(11)的彈性變形量大于頂蓋(12)的彈性變形量。5.如權(quán)利要求1-3任一項所述的機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述氣囊(2)由嵌簧絲的橡膠材料制成。6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述簧絲螺旋狀嵌入氣囊壁。7.如權(quán)利要求1-3任一項所述的機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述氣囊壁的外側(cè)設(shè)有若干凸點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)器人仿生手指，包括保持架和氣囊，所述氣囊為長條筒狀結(jié)構(gòu)，所述保持架為長條片狀結(jié)構(gòu)，由彈性材料制成，自然狀態(tài)下呈彎曲狀，所述保持架軸向貼合在氣囊的氣囊壁上，使得氣囊在自然狀態(tài)下呈彎曲狀。本發(fā)明采用單氣囊驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，容易控制，氣囊與保持架貼合，可以在氣囊氣壓較小時保持一定剛度，氣囊截面曲率小的一側(cè)壁厚大于另一側(cè)可保證壓強(qiáng)增大時薄壁側(cè)伸長量大于壁厚側(cè)以利于驅(qū)動手指伸直，氣囊內(nèi)嵌簧絲以減小氣囊伸長過程中徑向的變形，在減壓時利于氣囊恢復(fù)原狀，氣囊負(fù)壓時仍可保持初始形狀，氣囊外側(cè)設(shè)有若干凸點(diǎn)可增加氣囊的摩擦力，有利于抓取物品。
【IPC分類】B25J15/12
【公開號】CN104890004
【申請?zhí)枴緾N201510311981
【發(fā)明人】王樑, 李幟, 韓斌
【申請人】杭州南江機(jī)器人股份有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月9日