[发明专利]一种电磁关节机械手的喂食病人方法

摘要

本发明一种电磁关节机械手的喂食病人方法涉及一种柔性机械手，特别是涉及一种用于抓取纸杯、喂食病人的机械手。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、操作简便、适应能力强、能够根据被抓物的大小进行微调、适应并补偿患者姿态的微小变化的电磁关节机械手。本发明电磁关节机械手包括电磁柔性关节(1)，所述柔性筒(34)底部与下板(2)固定，柔性筒(34)内腔自下到上依次设有电磁铁(31)、永磁铁(32)和顶杆(35)，所述电磁铁(31)固定在柔性筒(34)底部，所述永磁铁(32)以柔性筒(34)内腔为导轨，永磁铁(32)顶部与顶杆(35)底部固定，顶杆(35)顶部与上板(4)连接。

主权项

一种电磁关节机械手的喂食病人方法，其特征在于：包括机械手掌、机械手指、机械手臂和电磁柔性关节(1)，所述机械手臂的一端与机架固定，机械手臂的另一端通过电磁柔性关节(1)与机械手掌连接，机械手掌通过电磁柔性关节(1)与机械手指连接，机械手指的每个关节都为电磁柔性关节(1)；所述电磁柔性关节(1)包括下板(2)、伸缩柱(3)和上板(4)，下板(2)通过三根伸缩柱(3)与上板(4)连接，三根伸缩柱(3)的轴线均与上板(4)、下板(2)周向的0°、120°、240°位置固定；所述伸缩柱(3)包括电磁铁(31)、永磁铁(32)、限位环(33)、柔性筒(34)和顶杆(35)，所述柔性筒(34)底部与下板(2)固定，柔性筒(34)内腔自下到上依次设有电磁铁(31)、永磁铁(32)和顶杆(35)，所述电磁铁(31)固定在柔性筒(34)底部，所述永磁铁(32)以柔性筒(34)内腔为导轨，永磁铁(32)顶部与顶杆(35)底部固定，顶杆(35)顶部与上板(4)连接；顶杆(35)为丁晴橡胶制成；限位环(33)自柔性筒(34)内腔的中部向顶部沿柔性筒(34)轴线阵列多个，限位环(33)厚度与限位环(33)之间的间隔相等；所述柔性筒(34)内腔呈圆台状，柔性筒(34)内腔的上内径小于下内径，永磁铁(32)为圆柱状，永磁铁(32)的外径小于柔性筒(34)内腔的下内径，永磁铁(32)的外径大于柔性筒(34)内腔中部的内径；所述顶杆(35)顶部与上板(4)通过弹簧(36)连接；所述顶杆(35)为柔性杆，柔性筒(34)内腔中部设有限位环(33)，所述限位环(33)内径与顶杆(35)外径相同，限位环(33)用于限位永磁铁(32)并且对顶杆(35)起导向作用；所述柔性筒(34)内竹节状嵌入多个磁屏蔽环(37)，所述磁屏蔽环(37)由80％的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环(37)的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环(37)的轴线与柔性筒(34)的轴线重合，每个磁屏蔽环(37)之间有间隔，磁屏蔽环(37)之间的间隔小于磁屏蔽环(37)高度的1/5，磁屏蔽环(37)的上端口和下端口均设有若干匝导线线圈，电磁关节机械手还包括电路控制部分，所述电路控制部分包括接触器充电供电控制装置、发电机(91)和稳流装置(92)，所述接触器充电供电控制装置包括第一触点(951)、第二触点(952)、第三触点(953)、第四触点(954)、第五触点(955)、第六触点(956)、第七触点(957)、第八触点(958)、第九触点(959)、第十触点(950)和由第一蓄电池(93)、第二蓄电池(94)共同组成的蓄电池，所述稳流装置(92)用于接收蓄电池忽高忽低的电压，并将其转化为稳定电压，从而对电磁柔性关节(1)的控制器供应稳定电压，电磁柔性关节(1)的控制器根据控制信号对每个伸缩柱(3)上的电磁铁(31)供电，磁屏蔽环(37)其上、下端的导线线圈均与发电机(91)并联；所述第一触点(951)与第一蓄电池(93)的正极连接，第二触点(952)与第一蓄电池(93)的负极连接，第三触点(953)与发电机(91)的正极连接，第四触点(954)与发电机(91)的负极连接，第五触点(955)与第二蓄电池(94)的正极连接，第六触点(956)与第二蓄电池(94)的负极连接，第七触点(957)与稳流装置(92)的正极连接，第八触点(958)与稳流装置(92)的负极连接，第九触点(959)与第一触点(951)串联，第十触点(950)与第二触点(952)串联；所述柔性筒(34)由虾壳状排列的套筒构成，所述套筒包括底套(38)和面限套(391)；所述柔性筒(34)底部为底套(38)，所述底套(38)为圆台状，底套(38)外径较大的圆周面用于固定下板(2)，底套(38)内固定电磁铁(31)，底套(38)上叠加套装多个面限套(391)，底套(38)的侧面与其上侧的面限套(391)通过拉绳(41)连接；所述面限套(391)为圆台状套筒，所述面限套(391)上侧外径小于下侧外径，面限套(391)设有轴向通孔，所述面限套(391)底部开设有第三圆台孔，所述第三圆台孔与面限套(391)的轴向通孔相贯通，第三圆台孔上侧的内径与面限套(391)的轴向通孔的内径相同，面限套(391)轴向截面中第一圆台孔的侧面线条与第一圆台套的侧面线条之间有夹角，所述夹角为∠a；所述面限套(391)上沿轴线方向依次套装有多个面限套(391)，下侧的面限套(391)的圆台侧面与上侧的面限套(391)的第三圆台孔的下沿通过拉绳(41)连接，所述拉绳(41)沿面限套(391)的轴线周向均匀分布多个；当两个面限套(391)相互向相反方向拉伸时，上侧的面限套(391)与下侧的面限套(391)通过拉绳连接；当两个面限套(391)相互向相反方向拉绳并受径向力时，上侧的面限套(391)底部第一圆台孔下沿上的一点与下侧的面限套(391)或底套(38)上部侧面上的一点相互支撑，所述相互支撑的一点的周向另一侧通过拉绳(41)限位；柔性筒(34)为丁晴橡胶制成；面限套(391)内同轴嵌入磁屏蔽环(37)，磁屏蔽环(37)由80％的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环(37)的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环(37)的轴线与柔性筒(34)的轴线重合，每个磁屏蔽环(37)之间有间隔，磁屏蔽环(37)之间的间隔小于磁屏蔽环(37)高度的1/5；其包括如下步骤：A、记录人体手部每个关节的最大弯曲幅度、力度和抓取姿态，B、将多个电磁柔性关节(1)串联起来构成仿真关节，下侧电磁柔性关节(1)的上板(4)与上侧电磁柔性关节(1)的下板(2)固定连接，并且参考人手相同位置处关节的最大幅度，调整电磁柔性关节(1)的个数，C、将机械手掌、机械手指、机械手臂用仿真关节连接，D、记录人手喂食病人时，所有关节的运动状态和运动时间，并利用PLC控制电磁柔性关节(1)构成的仿真关节，按照人手的关节的运动状态和运动时间喂食病人。