[发明专利]可多向弯曲的模块化双气腔柔性机械手指及其工作方法

说明书

本发明公开了可多向弯曲的模块化双气腔柔性机械手指及其工作方法。现有柔性机械手指存在转向单一、弯曲姿态固定、抓取复杂形态物体难等问题。本发明的手指模块一包括气腔体一和气腔体二；手指模块二包括气腔体三和气腔体四；手指起始端盖板封闭手指模块一的气腔体一和气腔体二一端，气腔体间隔板二封闭手指模块一的气腔体一和气腔体二另一端；手指模块二的气腔体三和气腔体四一端也由气腔体间隔板二封闭，另一端由手指末端封闭；气腔体一、气腔体二、气腔体三和气腔体四均包括沿通气孔轴向排布且一体成型的多个褶皱形变体。本发明可实现多向弯曲，并且具有多种弯曲姿态，能够适应多种形状尺寸的复杂抓取对象。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种可多向弯曲的模块化双气腔柔性机械手指及其工作方法。

背景技术

目前，现有较为成型的柔性机械手指通常只具有单个气腔，因此，柔性手指在工作时通常只能实现单个方向的弯曲，且其工作形态单一；由该种手指组成的手爪，因其各个手指的运动单一，对抓取不同大小、不同形态的对象缺乏良好的适应能力，在需要抓取特殊形状物体时，常常需要根据抓取对象的大小及形状信息，调整其安装及夹持设备的姿态，大大降低了手爪的工作效率，这也使得现有的柔性手指在工业生产领域难以推广。因此，引入一种能适用于抓取多种不规则形状以及不同大小的对象、且可实现多向弯曲的具有双段结构的柔性机械手指以提高抓取工作效率，具有较高的实用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有的柔性机械手指存在转向单一、弯曲姿态固定、抓取复杂形态物体难等一系列问题，提供一种可实现多向弯曲、姿态可调、抓取适应能力强的柔性机械手指及其工作方法，该柔性机械手指工作所需的配套气动设备与现有柔性机械手指相同，可与现有的气动柔性机械手指配套气动设备安装配合使用，具有成本低，易推广等优点。

本发明采用以下技术方案实现：

本发明可多向弯曲的模块化双气腔柔性机械手指，包括手指模块一、手指模块二、气腔体间隔板一、气腔体间隔板二、手指起始端盖板和手指末端；所述的手指模块一包括气腔体一和气腔体二；气腔体一与气腔体二和一个约束体固定并合围成手指模块一的封闭侧壁，气腔体一与气腔体二之间由固定在该约束体上的一块气腔体间隔板一隔开；所述的手指模块二包括气腔体三和气腔体四；气腔体三与气腔体四和另一个约束体固定并合围成手指模块二的封闭侧壁，气腔体三与气腔体四之间由固定在该约束体上的另一块气腔体间隔板一隔开；所述的手指起始端盖板和气腔体间隔板二固定在手指模块一两端，手指起始端盖板封闭手指模块一的气腔体一和气腔体二一端，气腔体间隔板二封闭手指模块一的气腔体一和气腔体二另一端；所述的手指模块二一端固定在气腔体间隔板二上，另一端固定有手指末端；手指模块二的气腔体三和气腔体四一端也由气腔体间隔板二封闭，另一端由手指末端封闭；所述的手指起始端盖板开设有进气口一、进气口二、进气口三和进气口四；手指起始端盖板的进气口二与气腔体二连通，进气口三与气腔体一连通；所述的气腔体间隔板二开设有两个通气孔，手指起始端盖板的进气口一通过通气管一与其中一个通气孔一端连通，手指起始端盖板的进气口四通过通气管二与另一个通气孔一端连通；两个通气孔另一端分别与气腔体三和气腔体四连通。

所述的气腔体一、气腔体二、气腔体三和气腔体四均包括沿通气孔轴向排布且一体成型的多个褶皱形变体；褶皱形变体设有垂直于通气孔轴向且平行设置的两个褶皱形变体薄壁侧；两个褶皱形变体薄壁侧通过多个褶皱形变体厚壁侧连接，形成褶皱形变体的内腔，且褶皱形变体的内腔一端开放设置；两个褶皱形变体薄壁侧的外侧壁靠近褶皱形变体内腔开放端位置处均设有一体成型的凸棱-；气腔体一、气腔体二、气腔体三或气腔体四中，相邻褶皱形变体的凸棱相连接，最靠近气腔体间隔板二的褶皱形变体的凸棱均与气腔体间隔板二固定；气腔体一和气腔体二最靠近手指起始端盖板的褶皱形变体的凸棱均与手指起始端盖板固定，气腔体三和气腔体四最靠近手指末端的褶皱形变体的凸棱均与手指末端固定；任意相邻两个褶皱形变体相对的两个褶皱形变体薄壁侧之间的距离均为d1；气腔体一和气腔体三相对的两个褶皱形变体薄壁侧之间的距离以及气腔体二和气腔体四相对的两个褶皱形变体薄壁侧之间的距离均为d2；d1＜d2。