一種基于氣動肌肉的仿生機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型是一種基于氣動肌肉的仿生機(jī)械手。包括：手指觸須，手指，回復(fù)彈簧，氣動肌肉，機(jī)械手基座。所述的手指觸須由吸盤、萬向球軸承、圓柱直桿、圓柱筒和支撐彈簧五部分組成；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，采用氣動肌肉和彈簧共同作用，具有良好的柔順性；手指觸須上的吸盤可以根據(jù)受力調(diào)整姿態(tài)，充分接觸物體表面。手指觸須會根據(jù)物體的表面的形狀自動伸縮，以適應(yīng)不規(guī)則表面，不會產(chǎn)生局部受力過大的情況。機(jī)械手可以抓取易碎、易滑、易產(chǎn)生劃痕的物體，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。
【專利說明】—種基于氣動肌肉的仿生機(jī)械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機(jī)器人領(lǐng)域，涉及的是一種基于氣動肌肉的，具有柔順自適應(yīng)特點的仿生機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動肌肉是一種新型的驅(qū)動器，具有質(zhì)量輕，仿生性和柔順性好，功率重量比高，清潔無污染等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域。氣動肌肉大多被用于構(gòu)造手臂關(guān)節(jié)、腿部關(guān)節(jié)或者康復(fù)訓(xùn)練裝置，而且采用多個氣動肌肉驅(qū)動一個關(guān)節(jié)。很少用于像手指這樣的小關(guān)節(jié)。因為氣動肌肉具有一定的體積且只能提供收縮力，不能提供伸張力；現(xiàn)有的機(jī)械手大多是采用棍狀的手指，接觸面積小，適應(yīng)性差，容易在局部產(chǎn)生較大的作用力，對被夾持的物體產(chǎn)生破壞。中國實用新型專利201120051826.2是一種鉤狀的危險品采集機(jī)械手，極易造成危險品破裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計一種基于氣動肌肉的具有柔順自適應(yīng)性的仿生機(jī)械手。
[0004]一種基于氣動肌肉的仿生機(jī)械手，包括:手指觸須，手指，回復(fù)彈簧，氣動肌肉，機(jī)械手基座。手指觸須由吸盤、萬向球軸承、圓柱直桿、圓柱筒和支撐彈簧五部分組成。支撐彈簧在圓柱筒內(nèi)，下端固定在圓柱筒的底端，上端固定在圓柱直桿的底端。圓柱直桿插在圓柱筒內(nèi)。圓柱直桿的頂端安裝有萬向球軸承，萬向球軸承的上端安裝有吸盤。手指觸須以陣列的形式排列在手指上，手指是一個矩形的彎曲的具有一定彈性的鋼板。兩根手指交叉鉸接在一起并安裝在機(jī)械手基座上，手指鉸接點兩側(cè)對稱安裝有兩根回復(fù)彈簧，氣動肌肉連接兩個手指下端。使用時，通過給氣動肌肉充氣，驅(qū)動兩根手指夾取物體，手指觸須上的吸盤可以根據(jù)受力調(diào)整姿態(tài)，充分接觸物體表面。手指觸須會根據(jù)物體的表面的形狀自動伸縮，形成一個與夾持物體外形相同的腔體將物體包在其中，使受力相對均勻，不會產(chǎn)生局部受力過大的情況。氣動肌肉放氣時，在彈簧回復(fù)力的作用下，兩根手指張開，放開物體。
[0005]本實用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
[0006](I)與棍狀的手指相比，面狀的手指接觸面積大，受力相對均勻。結(jié)構(gòu)簡單，采用單根氣動肌肉驅(qū)動，靠彈簧提供回復(fù)力，具有良好的柔順性；
[0007](2)觸須前端的吸盤可以根據(jù)受力自我調(diào)整姿態(tài)，以充分接觸物體表面，觸須會自動伸縮，以適應(yīng)不規(guī)則的表面。與海綿等緩沖物相比，自適應(yīng)性更強(qiáng)。機(jī)械手可以抓取易碎、易滑、易產(chǎn)生劃痕的物體，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是單個手指的展開圖；[0010]圖3是手指觸須的放大圖；
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0012]一種基于氣動肌肉的仿生機(jī)械手，包括:手指觸須1，手指2，回復(fù)彈簧3，氣動肌肉4，機(jī)械手基座5。手指觸須由吸盤11、萬向球軸承12、圓柱直桿13、圓柱筒14和支撐彈簧15五部分組成。支撐彈簧15在圓柱筒14內(nèi)，下端固定在圓柱筒14的底端，上端固定在圓柱直桿13的底端。圓柱直桿13插在圓柱筒14內(nèi)，可以上下移動，實現(xiàn)伸縮。圓柱直桿13的頂端安裝有萬向球軸承12，萬向球軸承12的上端安裝有吸盤11。手指觸須I以陣列的形式排列在手指2上，手指2是一個矩形的彎曲的具有一定彈性的鋼板。兩根手指2交叉鉸接在一起并安裝在機(jī)械手基座5上，手指2鉸接點兩側(cè)對稱安裝有兩根回復(fù)彈簧3，氣動肌肉4連接兩根手指2下端，作為驅(qū)動元件，氣動肌肉4本身具有良好的柔順性。使用時，通過給氣動肌肉4充氣，驅(qū)動兩根手指2夾取物體，手指觸須I上的吸盤11接觸物體，根據(jù)受力情況，萬向球軸承12轉(zhuǎn)動，使吸盤11調(diào)整姿態(tài)充分接觸物體表面，吸盤11對物體具有吸附作用，可以防止物體滑落。手指觸須I會根據(jù)物體表面的形狀自動伸縮，形成一個與夾持物體外形相同的腔體將物體包在其中，使受力相對均勻，不會產(chǎn)生局部受力過大的情況。氣動肌肉4放氣時，在彈簧回復(fù)力的作用下，兩根手指2張開，放開物體。這種機(jī)械手可以抓取動物、表面帶突刺的物體、易碎易滑物品等，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。
[0013]盡管本文較多地使用了手指觸須1，手指2，回復(fù)彈簧3，氣動肌肉4，機(jī)械手基座5，吸盤11、萬向球軸承12、圓柱直桿13、圓柱筒14和支撐彈簧15等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種基于氣動肌肉的仿生機(jī)械手，包括:手指觸須(1)，手指(2)，回復(fù)彈簧(3)，氣動肌肉⑷，機(jī)械手基座(5)，手指觸須由吸盤(11)、萬向球軸承(12)、圓柱直桿(13)、圓柱筒(14)和支撐彈簧(15)五部分組成，支撐彈簧(15)在圓柱筒(14)內(nèi)，下端固定在圓柱筒(14)的底端，上端固定在圓柱直桿(13)的底端，圓柱直桿(13)插在圓柱筒(14)內(nèi)，圓柱直桿(13)的頂端安裝有萬向球軸承(12)，萬向球軸承(12)的上端安裝有吸盤(11)，手指觸須(I)以陣列的形式排列在手指(2)上，手指(2)是一個矩形的彎曲的具有一定彈性的鋼板，兩根手指(2)交叉鉸接在一起并安裝在機(jī)械手基座(5)上，手指(2)鉸接點兩側(cè)對稱安裝有兩根回復(fù)彈簧(3)，氣動肌肉(4)連接兩個手指(2)下端。
【文檔編號】B25J9/08GK203792353SQ201420221408
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】鮑春雷, 王斌銳, 金英蓮, 任杰 申請人:中國計量學(xué)院