[发明专利]一种单气道高分子软体手指的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及软体手指的制作工艺，尤其是一种单气道高分子软体手指的制作工艺。

背景技术

随着科技的发展，机器人已经渗透到加工制造、医疗、航天和社会服务等领域，协助人类完成人力难以完成的任务，降低人类的劳动强度，改善人类的工作与生活条件。随着社会老龄化加剧、人民体质健康水平的下降，医疗、服务领域对自动化、智能化设备的需求增大，例如病患需要更加轻便而安全的手部、肢体康复器械，养老负担重的家庭需要能处理更多日常生活问题的智能化设备。可见，仿人、医疗、服务机器人拥有可观的市场需求，而由于该类机器人的工作环境与人的互动较频繁，所以对机器人的顺从性的要求高于对精度和承载能力的要求。

服务机器人中常见的有研究开发相对成熟的刚性机械手，多采用液压、电机、电气作为驱动器，虽然具有较高的精度和负载能力，但不可避免包括体积大、笨重、执行机构复杂、功率重量比低和接触操作性弱等在内的缺点，极大限制了其在社会服务、医疗康复等存在较多人机交互的领域的发展。目前，机械手大都是以刚性材料(如钢、铁、合金等)为材基的刚性机械手，多采用液压驱动，其特点是单位适用于大部分条件下的运输、抓取工作，制作工艺简单且操作性强，但其缺乏在多变环境中的顺应性，体积大，质量重。同时因其刚性结构具有伤人隐患，在人机交互领域弊端明显，危险系数较高，毫无疑问，人们很难接受服务机器人存在如此巨大的伤人隐患。

发明内容

为了克服已有刚性机械手人机交互式时的多变环境中的顺应性较差、安全性较差的不足，本发明提供一种多变环境中的顺应性较好、安全性较好的单气道高分子软体手指的制作工艺，采用两种橡胶复合而成。由于采用橡胶作为基础材料，其有着质量小且柔性强的特点，更适用于人机交互领域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种单气道高分子软体手指的制作工艺，所述单气道高分子软体手指由聚二甲基硅氧烷PDMS与石化基聚酯Ecoflex 00-30两种橡胶复合而成，PDMS橡胶层与Ecoflex 00-30层之间设有气腔，先将其中一种橡胶材料浇注到手指模具的型腔中固化形成下橡胶层，在固化成型的一种橡胶层上放置用于形成气腔的圆柱型模具，再向模具中浇注另一种橡胶材料并固化形成上橡胶层，最后取出圆柱型模具，得到单气道高分子软体手指。

进一步，所述制作工艺包括以下步骤：

步骤一：在手指模具的型腔中喷洒脱模剂；

步骤二：配制PDMS，置于超声震荡池，并将PDMS预聚体混合物浇注于模具的型腔；

步骤三：将模具放入真空干燥箱中抽真空并保持真空状态以除去气泡，待PDMS表面不再产生气泡后将模具放入电热恒温鼓风干燥器中在设定温度下恒温固化；

步骤四：在步骤三固化的橡胶层上放入设定大小的圆柱型模具，再浇注Ecoflex 00-30预聚体混合物于模具中；

步骤五：将模具再次放入真空干燥箱中抽真空以除去气泡，待Ecoflex00-30表面不再产生气泡后将模具放入，电热恒温鼓风干燥器中在设定温度下恒温固化，待固化完成后取出样品，并将样品中的圆柱型模具取出，已形成气道；得到单气道高分子软体手指。

优选的，所述步骤二中，PDMS中，预聚体(PDMS流体)与固化剂的质量比为10：1(预聚体与固化剂按照生产厂家给出的建议配比配置)；所述步骤三中，设定温度为60℃，固化时间为2小时或6小时；述步骤五中，设定温度为60℃，固化时间为20小时。

或者是：所述制作工艺包括以下步骤：

步骤一：在手指模具的型腔中喷洒脱模剂；

步骤二：配制Ecoflex 00-30，置于超声震荡池，并将PDMS预聚体混合物浇注于模具的型腔；

步骤三：将模具放入真空干燥箱中抽真空并保持真空状态以除去气泡，待PDMS表面不再产生气泡后将模具放入电热恒温鼓风干燥器中在设定温度下恒温固化；

步骤四：在步骤三固化的橡胶层上放入设定大小的圆柱型模具，再浇注PDMS预聚体混合物于模具中；

步骤五：将模具再次放入真空干燥箱中抽真空以除去气泡，待PDMS表面不再产生气泡后将模具放入，电热恒温鼓风干燥器中在设定温度下恒温固化，待固化完成后取出样品，并将样品中的圆柱型模具取出，已形成气道；得到单气道高分子软体手指。

所述步骤三中，设定温度为60℃，固化时间为30分钟；所述步骤四中，PDMS中，预聚体(PDMS流体)与固化剂的质量比为10：1(预聚体与固化剂按照生产厂家给出的建议配比配置)；所述步骤五中，设定温度为60℃，固化时间为20小时。