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申请/专利权人:吉林大学
摘要:本发明涉及机械技术领域,且公开了一种充气式柔性机械手,包括旋转关节、柔性关节、机械手底座和多形态充气软爪,机械手底座是充气式柔性机械手的基体,柔性关节设置在机械手底座的上部,旋转关节设置在柔性关节上部,充气软爪设置在机械手底座下端,四个滑块与十字形圆滑轨配合,四只软爪分别配合在四个滑块的底座上,其中的旋转关节可以改变夹持器的夹持方向,提高机械手的灵活性;柔性关节可以实现任意方向上的弯折,提高了装置的安全性和鲁棒性;机械手底座中的十字形圆滑轨结合滑块可以帮助软爪实现大变形,大大提升夹持范围;充气软爪可以通过改变局部的刚度,从而变形,进一步提升机械手的适应性。
主权项:1.一种充气式柔性机械手,其特征在于,包括旋转关节(A)、柔性关节(B)、机械手底座(C)和多形态充气软爪(D);所述机械手底座(C)为充气式柔性机械手的基体,多形态充气软爪(D)数量为四个,四个多形态充气软爪(D)设置在机械手底座(C)的下部,柔性关节(B)设置在机械手底座(C)的上部,旋转关节(A)设置在整个机械手的顶部,并设置在柔性关节(B)的上部;所述柔性关节(B)包括发条盘外支架上法兰(8)、发条盘外支架(9)、发条盘外支架下法兰(10)、发条盘内支架上底(11)、发条盘内支架支撑轴(12)、发条盘内支架下底(13)、发条盘(14)、尼龙丝线槽(15)、关节下底座(16)、关节骨骼(17)、转向节(18)、尼龙丝(19)、关节上底座(20)和插销(21)、插销座(22);所述发条盘外支架上法兰(8)设置在柔性关节(B)的上端,与四个发条盘外支架(9)焊接,发条盘外支架上法兰(8)连接旋转关节(A);所述四个发条盘外支架(9)设置在发条盘外支架上法兰(8)和发条盘外支架下法兰(10)之间,上下两端分别与发条盘外支架上法兰(8)和发条盘外支架下法兰(10)焊接;所述发条盘内支架上底(11)、发条盘内支架支撑轴(12)、发条盘内支架下底(13)设置在发条盘外支架(9)内部,三者为一体结构,发条盘内支架下底(13)固定在发条盘外支架下法兰(10)上;所述发条盘外支架下法兰(10)设置在发条盘外支架(9)下端,与四个发条盘外支架(9)焊接,下方与关节上底座(20)连接;所述发条盘(14)设置在发条盘外支架(9)内部,数个发条盘(14)均匀固定在发条盘内支架支撑轴(12)上,处于发条盘内支架上底(11)和发条盘内支架下底(13)两者之间;所述尼龙丝线槽(15)设置在发条盘(14)侧沿,与发条盘(14)为一体结构;所述关节下底座(16)和关节上底座(20)设置在关节骨骼(17)的上下两端,关节下底座(16)与机械手底座(C)相连,关节上底座(20)与发条盘外支架下法兰(10)相连;所述关节骨骼(17)设置在关节下底座(16)和关节上底座(20)之间,关节骨骼(17)数量为三个,三个关节骨骼(17)分别通过转向节(18)与关节下底座(16)和关节上底座(20)连接;所述插销座(22)设置在关节下底座(16)上部及关节上底座(20)下部,插销座(22)数量为六个,关节下底座(16)和关节上底座(20)上各设置有三个,插销座(22)与关节下底座(16)、关节上底座(20)为一体结构;所述转向节(18)设置在关节骨骼(17)和关节下底座(16)、关节上底座(20)之间,转向节(18)数量为六个;所述插销(21)分别设置在六个转向节(18)的上下两端,插销(21)数量为十二个,转向节(18)的上下两端通过插销(21)分别与关节骨骼(17)和插销座(22)铰接;所述尼龙丝(19)一端缠绕在发条盘(14)上,另一端固定在关节下底座(16);所述机械手底座(C)包括伺服电机支架上底(23)、伺服电机支架(24)、伺服电机(25)、伺服电机底座法兰(26)、压缩弹簧(27)、绞盘支架(28)、绞盘(29)、十字形圆滑轨(30)和滑块(31);所述伺服电机支架上底(23)和伺服电机支架(24)为一体结构设置在机械手底座(C)的上端,与关节下底座(16)相连;所述伺服电机(25)设置在伺服电机支架(24)的内部,固定于伺服电机底座法兰(26)之上;所述伺服电机底座法兰(26)设置在伺服电机支架(24)的下端;所述压缩弹簧(27)数量为四个,且分别设置在滑块(31)和绞盘支架(28)之间,一端连接滑块(31),一端连接绞盘支架(28);所述绞盘支架(28)为一体结构,设置在四个压缩弹簧(27)所指向的中心位置,上方连接于伺服电机底座法兰(26),下方连接于十字形圆滑轨(30);所述绞盘(29)设置在绞盘支架(28)内部,固定在绞盘支架(28)的底部;所述十字形圆滑轨(30)设置在机械手底座(C)的底部,十字形圆滑轨(30)与绞盘支架(28)底部相连;所述滑块(31)数量为四个,且滑动设置在十字形圆滑轨(30)的四条轨道上;所述多形态充气软爪(D)主体部分皆为医用硅胶材质,多形态充气软爪(D)包括充气软爪外壁(32)、螺旋充气软管(33)、中心充气软管(34)、中心大腔室(35)和四角小腔室(36);所述充气软爪外壁(32)整体外形为长方体,设置在滑块(31)底部,底部向内的一条棱呈圆弧状;所述四角小腔室(36)分别设置在多形态充气软爪(D)的四角;所述中心大腔室(35)设置在多形态充气软爪(D)的正中心位置;所述螺旋充气软管(33)数量为四个,且设置在多形态充气软爪(D)的四角小腔室(36)的中心,螺旋充气软管(33)的顶部结构与充气软爪外壁(32)上端相连,其余部分不接触;所述中心充气软管(34)设置在多形态充气软爪(D)上端中心位置,与中心大腔室(35)相连。
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