[发明专利]气动挠曲波纹管

说明书

本发明属于机械结构设计技术领域，具体涉及一种气动挠曲波纹管，在一侧沿着母线方向在波纹中填充填料，填充填料的一侧为内侧；填料填充区域以波纹管横截面原点为中心，填充区域两端至中心的连线成一定夹角范围；本发明的气动挠曲波纹管采用非对称设计，波纹管内腔气压增加时，波纹管有伸长的趋势，但内侧受到约束，外侧位移明显大于内侧，致使宏观上波纹管轴线向内侧弯曲；随着气压增大，波纹管弯曲角度逐渐增大；波纹管内腔气压减小时，波纹管逐渐恢复原状，直至波纹管轴线由弯曲恢复为直线状态。本发明的气动挠曲波纹管动作灵活、柔韧性好，满足精密工件的抓取需求。

技术领域

本发明属于机械设计技术领域，涉及一种气动挠曲波纹管。

背景技术

目前机器人机械手普遍采用机械连杆、铰链结构，以电机(电磁)、液(气)压缸为原动力，动作灵活性、柔韧性较差，不能满足精密工件的抓取需求。

发明内容

本发明的目的是：设计一种气动挠曲波纹管，波纹管在内腔气压作用下实现固定方向的挠曲(弯曲)变形，气压消除后恢复原状，组合后成为仿生气动关节，以解决目前采用机械连杆、铰链结构的机器人机械手动作灵活性和柔韧性较差的技术问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种气动挠曲波纹管，波纹管在一侧沿着母线方向在内部波纹中填充填料，填充填料的一侧为挠曲变形的关节内侧；填料填充区域以波纹管横截面圆心为中心，填充区域两端至中心的连线成一定夹角范围。采用非对称设计，通过增加对局部波纹的约束，使其拉伸刚度在圆周方向上呈现非对称性。

所述填充区域的夹角范围为:D为波纹管波峰直径，即波纹管的外径；d为波纹管波谷直径，即波纹管的内径。

所述填料为金属钎料，优选地，金属钎料为锡铅钎料，也可以为锡钎料或者铅钎料，或者为可与波纹管材料润湿的其他金属钎料。

所述填料为环氧树脂填料，硅橡胶填料，或者为固化后可与波纹管材料牢固结合的其他胶黏剂材料。

本发明的有益效果是：本发明的气动挠曲波纹管采用非对称设计，气动挠曲波纹管动作灵活、柔韧性好，满足精密工件的抓取需求。在内腔气压作用下实现接近90度的弯曲，并且在气压卸载后可以恢复原状，可用于仿生机械手手指关节结构，动作灵活性、柔韧性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统波纹管拉伸原理图；

图2为本发明的气动挠曲波纹管弯曲示意图；

图3为本发明的气动挠曲波纹管填充区域示意图；

图4为本发明的气动挠曲波纹管填充区域夹角示意图；

图5为本发明的气动挠曲波纹管填充区域另一种示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。