[发明专利]一种气动柔软手指

说明书

技术领域

本发明涉及机器人末端执行器领域，尤其是一种欠驱动气动手爪。

背景技术

机器人手作为机器人的输出终端，成为越来越多机器人研究者的研究对象。机器人手主要分为两大类:灵巧手和欠驱动手。灵巧手主要为仿人手，可以在控制算法、传感系统、控制系统的综合作用下，灵活地完成人手所能完成的多数动作，但是灵巧手，制造困难，控制复杂，价格昂贵，维护难度大。欠驱动手能通过较少数目的驱动器实现较多关节自由度，抓取不同形状和尺寸物体时具有自适应能力，同时装置成本较低、控制简单。

已有的一种气动式主动驱动的多指多关节机器人手装置，如中国实用新型专利cN101402200A，其中每个关节采用气动柔性驱动器来实现手指的弯曲。该装置的不足之处为:该装置由于采用气动驱动各手指各关节的转动，使得该手体积较大、制造成本较高、控制难度较大，不能自适应的抓取物体，必须依赖很复杂的控制才能实现对不同尺寸、形状物体的抓取。

发明内容

本申请人针对上述现有手指，控制难度大、制造成本高等缺点，提供另一种气动柔软手指，采用硅胶主体和气压驱动，结构简单，制造成本低，控制简单。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明涉及一种气动柔软手指，包括手指和安装销钉两部分，所述安装销钉一部分浇注在手指内和手指粘合在一起，一部分位于手指外；所述手指部分内部有三列储气腔体(左侧腔体，中部腔体，右侧腔体)和三条气道(左侧气道，中部气道，右侧气道)，所述三列储气腔体均与手指中轴线平行，成“品”形分布；所述三条气道均与手指中轴线平行，成“品”形分布；所述左侧气道位于左侧腔体靠近手指中轴线侧并与左侧腔体相通，所述右侧气道位于右侧腔体靠近中轴线侧并与右侧腔体相通，所述中部气道位于中部腔体靠近手指中轴线侧并与中部腔体相通。

其进一步技术方案在于：

所述手指由硅橡胶制成；

所述三列储气腔体均与手指中轴线平行，成“品”形分布；

所述三条气道均与手指中轴线平行，成“品”形分布；

所述所述安装销钉一部分浇注在手指内和手指粘合在一起，一部分位于手指外；

所述三列腔体中左右腔体实现手指的弯曲，中间腔体更好的实现手指的自适应抓取；

本发明的有益效果如下：

本发明使用硅橡胶制作，腔体成“品”形分布，安装在手掌上可实现对不同形状、材料物体的抓取；中部腔体通低压空气，抓取物体时，腔体可进行适度变形，抓取稳定性好。

附图说明

图1为现有自适应欠驱动手指示意图。

图2为本发明的外观示意图。

图3为本发明横截面结构示意图。

图4为本发明腔体膨胀示意图。

图5为本发明指外侧切槽结构示意图。

图6为本发明手指弯曲示意图。

其中：1、安装销钉；2、手指；3、左侧腔体；4、中间腔体；5、右侧腔体；6、左侧气道；7、中间气道；8、右侧气道。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

本实施例的气动柔软手指包括手指2和安装销钉1两部分(如图2所示)，所述安装销钉1一部分浇注在手指2内和手指2粘合在一起，一部分位于手指2外；所述手指2部分内部有三列储气腔体和三条气道，所述三列储气腔体与三条气道均与手指2中轴线平行，成“品”形分布；所述左侧气道6位于左侧腔体3靠近手指2中轴线侧并与左侧腔体3相通，所述右侧气道8位于右侧腔体5靠近手指2中轴线侧并与右侧腔体5相通，所述中部气道7位于中部腔体4靠近手指2中轴线侧并与中部腔体4相通(如图3所示)。通入高压气体时，由于腔内压力增大，腔体膨胀(如图4所示)，整列腔体的膨胀可实现整列腔体长度的伸长；若只向左侧腔体通气则左侧腔体伸长，右侧腔体长度不变，手指偏向内偏右侧弯曲，若只向右侧腔体通气则右侧腔体伸长，左侧腔体长度不变，手指偏向内偏左侧弯曲，若两侧腔体同时通气则手指向内弯曲(如图6所示)；手指中部通低压气体，抓取物体时，中部气囊可根据物体外形进行相应的形变，使手指更加贴合物体表面。

实际使用过程中，根据抓取要求，若需要手指向内侧偏右弯曲则向手指左侧腔体通入高压气体，根据力觉传感器反馈信号确定高压气体的压力，同时向中间腔体通气使手指更加贴合物体表面；需向左弯曲的工作方法同向右弯曲；需向内弯曲时，则两侧腔体同时通入高压气体，根据力传感器的反馈确定气体气压，级中间腔体的气压。

本发明结构合理、简洁，驱动、控制简单，自适应性能好，抓取性能稳定。

以上描述是对本发明的解释，不是对本发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。