一種柔性機(jī)器人仿生手指的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人仿生手指，尤其是涉及一種柔性機(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(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)手指的收縮運(yùn)動(dòng)，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。
[0003]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】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種柔性機(jī)器人仿生手指。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種柔性機(jī)器人仿生手指，所述手指包括外殼和氣囊，所述外殼包括指尖殼、至少一個(gè)中間連接殼、根部殼和彈性關(guān)節(jié)套，所述指尖殼通過彈性關(guān)節(jié)套連接中間連接殼，中間連接殼通過彈性關(guān)節(jié)套連接根部殼形成一個(gè)一體的腔室，所述彈性關(guān)節(jié)套包括軸向長側(cè)和軸向短側(cè)，所述指尖殼、中間連接殼、根部殼與彈性關(guān)節(jié)套連接處的形狀相適應(yīng)；所述氣囊包括氣囊體和氣道，所述氣囊體自外殼底部裝入腔室，氣道位于氣囊體底部，與外界相通。
[0006]進(jìn)一步地，所述彈性關(guān)節(jié)套軸向短側(cè)為手指內(nèi)側(cè)，所述手指內(nèi)側(cè)的指尖殼，中間連接殼，根部殼中部安裝有柔性墊片。
[0007]進(jìn)一步地，所述柔性墊片上有若干凸點(diǎn)。
[0008]進(jìn)一步地，所述外殼還包括一底板，所述底板與所述柔性機(jī)器人仿生手的根部殼連接，所述底板上有一通孔，氣囊的氣道通過底板上的通孔與外界相通。
[0009]進(jìn)一步地，所述底板與所述根部殼連接方式包括通過螺紋聯(lián)接、鉚接、焊接、粘接、卡扣連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述指尖殼一端封閉，做為外殼頂部，指尖殼底部可以橫切，或者斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，橫切時(shí)任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，斜切時(shí)軸向長側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)。
[0011]進(jìn)一步地，所述中間連接殼可以兩端均橫切，任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，或者一端橫切，另一端斜切，或者兩端均斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，軸向長側(cè)為手指內(nèi)側(cè)。
[0012]進(jìn)一步地，所述根部殼一端為橫切界面；另一端橫切，或者斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，橫切時(shí)任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，斜切時(shí)軸向長側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)。
[0013]進(jìn)一步地，所述指尖殼、中間連接殼、根部殼均為剛性材料。
[0014]進(jìn)一步地，所述外殼自然狀態(tài)下呈伸直狀態(tài)。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指，以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手指關(guān)節(jié)的彎曲，采用單一氣囊作為驅(qū)動(dòng)器，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。彈性關(guān)節(jié)使仿生手指類似手指可彎曲，剛性外殼使手指在運(yùn)動(dòng)過程中不易變形，運(yùn)動(dòng)過程穩(wěn)定性更好。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指總體的示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指外殼的示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指尖殼的示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指關(guān)節(jié)套的示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指彈性關(guān)節(jié)套與中部連接殼的示意圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指彈性關(guān)節(jié)套與根部殼的示意圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指的立體圖；
[0023]圖8為本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指工作狀態(tài)示意圖；
[0024]圖中，外殼1、指尖殼11、彈性關(guān)節(jié)套12、中間連接殼13、根部殼14、底板15、柔性墊片16、氣囊2、氣囊體21、氣道23。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型的柔性機(jī)器人仿生手指包括外殼1和氣囊2，所述氣囊2具有彈性。
[0026]如圖2所示，本實(shí)用新型的柔性機(jī)器人仿生手指外殼1包括指尖殼11，彈性關(guān)節(jié)套12，中間連接殼13，根部殼14 ;指尖殼11通過彈性關(guān)節(jié)套12連接中間連接殼13，中間連接殼13通過彈性關(guān)節(jié)套12連接根部殼14，形成一個(gè)一體的腔室，所述彈性關(guān)節(jié)套12軸向長側(cè)為手指外側(cè)，指尖殼11、中間連接殼13、根部殼14與彈性關(guān)節(jié)套12連接處的形狀相適應(yīng)。
[0027]如圖3所示，所述指尖殼11可一端封閉，做為外殼頂部，另一端作為指尖殼11底部，指尖殼11底部可以橫切，或者斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，橫切時(shí)任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，斜切時(shí)軸向長側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)；
[0028]所述彈性關(guān)節(jié)套12，中間連接殼13，根部殼14兩端不封閉，指尖殼11、中間連接殼
13、根部殼14均使用剛性材料；彈性關(guān)節(jié)套12使用彈性材料。
[0029]如圖4所示，彈性關(guān)節(jié)套12 —端橫切，另一端斜切，或者兩端均斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，軸向短側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，與指尖殼11連接時(shí)，當(dāng)軸向受力時(shí)，軸向長側(cè)的彈性變化量大于軸向短側(cè)；
[0030]如圖5所示，中間連接殼13可以兩端均橫切，任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，或者一端橫切，另一端斜切，或者兩端均斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，軸向長側(cè)為手指內(nèi)側(cè)；
[0031]如圖6所示，根部殼14一端為橫切界面；另一端橫切，或者斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，橫切時(shí)任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，斜切時(shí)軸向長側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)；
[0032]如圖2所示，所述手指內(nèi)側(cè)的指尖殼11，中間連接殼13，根部殼14中部可安裝有柔性墊片16，所述柔性墊片16上有若干凸點(diǎn)，增加抓物時(shí)的摩擦力；
[0033]指尖殼11與中間連接殼13、中間連接殼13與根部殼14通過彈性關(guān)節(jié)套12連接，所述指尖殼11，中間連接殼13、根部殼14的手指內(nèi)側(cè)連接在同一側(cè)，形成一個(gè)一體的腔室，根據(jù)實(shí)際關(guān)節(jié)數(shù)的增加或者減少，所述中間連接殼13的數(shù)量也相應(yīng)地增加或減少，外殼1自然狀態(tài)下呈伸直狀態(tài)，圖2所示為兩關(guān)節(jié)手指；
[0034]氣囊2由外殼1底部裝入腔室中。圖1所示，所述氣囊2有由氣囊體21和氣道23組成，氣囊體21由具有彈性的材料如硅橡膠等制成，在不斷充氣狀態(tài)下可實(shí)現(xiàn)較大變形，氣道23位于氣囊體底部，與外界相通，柔性機(jī)器人仿生手外殼1還包括一底板15，所述底板15通過卡扣與所述柔性機(jī)器人仿生手的根部殼14連接，并保證連接處密封完好，將氣囊封在外殼1內(nèi)，所述底板15上有一通孔，氣囊的氣道23通過底板上的通孔與外界相通。所述底板15與所述根部殼14連接方式包括通過螺紋聯(lián)接、鉚接、焊接、粘接等多種連接方式。
[0035]初始狀態(tài)下，如圖8(a)所示，手指保持伸直狀態(tài)，此時(shí)氣囊2內(nèi)可有微小氣壓以保持氣囊的形態(tài)，不斷向氣囊2內(nèi)充氣，使氣囊2氣壓增大，氣囊2將在壓強(qiáng)作用下產(chǎn)生變形，外殼1在氣囊2的膨脹壓力下將產(chǎn)生變形，其徑向被剛性的指尖殼11，中間連接殼13，根部殼14限制，外殼1在軸向的變形主要由彈性關(guān)節(jié)套12產(chǎn)生，彈性關(guān)節(jié)套12軸向長側(cè)的彈性變化量大于軸向短側(cè)的彈性變化量大，將產(chǎn)生彎曲，手指因此可實(shí)現(xiàn)彎曲，如圖8(b)所示。
[0036]當(dāng)氣囊2氣壓減小時(shí)，彈性關(guān)節(jié)套12彈性勢能將減小，逐漸恢復(fù)原狀，如圖8(c)所示，當(dāng)氣囊2氣壓減小到初始狀態(tài)時(shí)，彈性關(guān)節(jié)套12也將恢復(fù)至初始狀態(tài)，手指將伸直。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述手指包括外殼(1)和氣囊(2)，所述外殼包括指尖殼(11)、至少一個(gè)中間連接殼(13)、根部殼(14)和彈性關(guān)節(jié)套(12)，所述指尖殼(11)通過彈性關(guān)節(jié)套(12)連接中間連接殼(13)，中間連接殼(13)通過彈性關(guān)節(jié)套(12)連接根部殼(14)形成一個(gè)一體的腔室，所述彈性關(guān)節(jié)套(12)包括軸向長側(cè)和軸向短側(cè)，所述指尖殼(11)、中間連接殼(13)、根部殼(14)與彈性關(guān)節(jié)套(12)連接處的形狀相適應(yīng)；所述氣囊(2)包括氣囊體(21)和氣道(23)，所述氣囊體(21)自外殼底部裝入腔室，氣道(23)位于氣囊體(21)底部，與外界相通。2.如權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述彈性關(guān)節(jié)套(12)軸向短側(cè)為手指內(nèi)側(cè)，所述手指內(nèi)側(cè)的指尖殼(11)，中間連接殼(13)，根部殼(14)中部安裝有柔性墊片(16)。3.如權(quán)利要求2所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述柔性墊片(16)上有若干凸點(diǎn)。4.如權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述外殼(1)還包括一底板(15)，所述底板(15)與所述柔性機(jī)器人仿生手的根部殼(14)連接，所述底板(15)上有一通孔，氣囊(2)的氣道(23)通過底板(15)上的通孔與外界相通。5.如權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述指尖殼(11)一端封閉，做為外殼頂部，指尖殼(11)底部可以橫切，或者斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，橫切時(shí)任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，斜切時(shí)軸向長側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)。6.如權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述中間連接殼(13)可以兩端均橫切，任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，或者一端橫切，另一端斜切，或者兩端均斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，軸向長側(cè)為手指內(nèi)側(cè)。7.如權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述根部殼(14)一端為橫切界面；另一端橫切，或者斜切形成軸向長短不同的兩側(cè)，橫切時(shí)任一側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)，斜切時(shí)軸向長側(cè)作為手指內(nèi)側(cè)。8.如權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述指尖殼(11)、中間連接殼(13)、根部殼(14)均為剛性材料。9.如權(quán)利要求1所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述外殼(1)自然狀態(tài)下呈伸直狀態(tài)。10.如權(quán)利要求4所述的柔性機(jī)器人仿生手指，其特征在于，所述底板(15)與所述根部殼(14)連接方式包括通過螺紋聯(lián)接、鉚接、焊接、粘接、卡扣連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種柔性機(jī)器人仿生手指，該手指包括外殼和氣囊，所述外殼包括指尖殼、至少一個(gè)中間連接殼、根部殼和彈性關(guān)節(jié)套，所述指尖殼通過彈性關(guān)節(jié)套連接中間連接殼，中間連接殼通過彈性關(guān)節(jié)套連接根部殼形成一個(gè)一體的腔室，所述彈性關(guān)節(jié)套包括軸向長側(cè)和軸向短側(cè)，所述指尖殼、中間連接殼、根部殼與彈性關(guān)節(jié)套連接處的形狀相適應(yīng)；所述氣囊包括氣囊體和氣道，所述氣囊體自外殼底部裝入腔室，氣道位于氣囊體底部，與外界相通。本實(shí)用新型柔性機(jī)器人仿生手指，以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手指關(guān)節(jié)的彎曲，采用單一氣囊作為驅(qū)動(dòng)器，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。
【IPC分類】B25J15/08
【公開號】CN205043799
【申請?zhí)枴緾N201520771217
【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】2016年2月24日
【申請日】2015年9月30日