一种水压驱动的柔性机械手爪制造技术

本发明专利技术公开了一种水压驱动的柔性机械手爪，属于水下机械臂的关键零部件，该水液压驱动的柔性机械手爪主要由三个软体驱动器、压盘、压座等零部件组成。其中，软体驱动器由硅氟橡胶外表皮和V型内骨架组成。V型内骨架截面形状为椭圆形，驱动器末端与驱动器接头之间间隔设置有多个凹槽。该柔性机械手爪系统结构简单，以纯水为工作介质，当高压水流入一端封闭的V型内骨架时，由于其截断面为椭圆形，其管内壁各处受力不同，金属管会由弯曲逐渐变直，同时外部的硅氟橡胶外表皮也会随之由笔直变为向内弯曲状，从而实现手爪的抓取动作。本发明专利技术还可根据工作环境的不同进行扩展，得到二指、三指、四指、六指以及多指柔性机械手爪。

A flexible mechanical hand driven by water pressure

The invention discloses a hydraulically driven flexible mechanical gripper, which belongs to the key parts of an underwater manipulator. The water hydraulic driven flexible mechanical gripper is mainly composed of three software drivers, a pressure plate, a pressure seat and other components. The software driver is composed of the outer epidermis of the silicone and the internal skeleton of the V type. The shape of the inner frame of the V type is elliptical, and there are many grooves between the end of the drive and the joint of the drive. The flexible manipulator system has the advantages of simple structure, using pure water as the working medium, when the high pressure water into the closed end of the frame in the V, because the section is oval, the inner wall of each force, will gradually become the metal tube by bending straight silicon fluorine rubber while external skin will be straight for an inward curved shape, so as to realize the manipulatorgrasping movement. The invention can also be extended according to the different working environment, and the two fingers, three fingers, four fingers, six fingers and multi fingered flexible mechanical hands are obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种水压驱动的柔性机械手爪
本专利技术属于流体传动与控制领域，涉及一种以纯水为工作介质的机械手爪，尤其涉及一种水压驱动的三指柔性机械手爪，并且可以根据工作环境扩展成二指、三指、四指以及多指机械手爪。
技术介绍
传统机械手爪的研究以刚性结构为主，在工业、医疗和特种等诸多领域已经有了广泛的积累和应用。但其结构复杂、灵活度有限、安全性和适应性较差，在一些特殊的应用中，如复杂易碎物体抓持、人机交互和狭窄空间作业等具有极大的挑战。近期，随着3D打印技术和新型智能材料的发展，对机械手爪系统的研究有了突破性的进展并衍生出一门新的学科——柔性机械手爪。柔性机械手爪本体采用软材料或柔性材料加工而成，可连续变形，从原理上具有无限自由度，自身良好的安全性和柔顺性弥补了刚性机械手的不足。现阶段柔性机械手爪的研究主要是以传统气动驱动为主，以超弹性硅胶材料作为本体材料，结合最新的3D打印技术的研究，这类机器人多事气动驱动，承压小，变形大。但是柔性机械手爪的发展同时也面临着很多困难，由于柔性机械手爪都是气体驱动，系统必须设计成闭式循环结构并配置压力补偿器，随着水深的增加，补偿器需要承受的背压越高，造成系统越发笨重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水压驱动的柔性机械手爪，其特征在于：该机械手爪由手爪机械构件与液压驱动系统两部分组成；手爪机械构件包括压盘(1)、压座(2)、软体驱动器(3,4,5)和内六角圆柱螺钉(6,7,8)；液压驱动系统包括水压柱塞泵(10)、潜水电机(11)、过滤器(12)、水压溢流阀(13)、压力表(14)、水压高频电磁开关阀(15,16)、压力传感器(18)、程序控制器(19)和工控机(20)；软体驱动器(3,4,5)的末端设有多个软体驱动器末端凹糟(34)，中部设有多个软体驱动器中部凹槽(32)；软体驱动器(3,4,5)上设有软体驱动器顶部凸台(35)；软体驱动器(3,4,5)由V型内骨架(9)和外表皮组成...

【技术特征摘要】
1.一种水压驱动的柔性机械手爪，其特征在于：该机械手爪由手爪机械构件与液压驱动系统两部分组成；手爪机械构件包括压盘(1)、压座(2)、软体驱动器(3,4,5)和内六角圆柱螺钉(6,7,8)；液压驱动系统包括水压柱塞泵(10)、潜水电机(11)、过滤器(12)、水压溢流阀(13)、压力表(14)、水压高频电磁开关阀(15,16)、压力传感器(18)、程序控制器(19)和工控机(20)；软体驱动器(3,4,5)的末端设有多个软体驱动器末端凹糟(34)，中部设有多个软体驱动器中部凹槽(32)；软体驱动器(3,4,5)上设有软体驱动器顶部凸台(35)；软体驱动器(3,4,5)由V型内骨架(9)和外表皮组成，V型内骨架(9)由外表皮包裹；V型内骨架(9)的顶部设有V型内骨架顶部凸台(36)；软体驱动器中部凹槽(32)和软体驱动器末端凹糟(34)用以增大抓取物体的摩擦力，同时，能够增加软体驱动器(3,4,5)的弯曲程度；高压水从压盘(1)的入口进入内部通道，内部通道为三通式结构，三通式结构分别通向三个软体驱动器，保证高压水能够同时流入三个软体驱动器(3,4,5)的内部，驱动手爪机械构件进行工作；压座(2)上设有三个凹槽，软体驱动器顶部凸台(35)与压座(2)上的凹槽配合并通过内六角圆柱螺钉(6,7,8)将压盘(1)、压座(2)连接；V型内骨架顶部凸台(36)与软体驱动器顶部凸台(35)上的凹槽配合，配合处采用O型圈(31)进行密封；高压水从压盘(1)的内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂松林，李延良，纪辉，尹方龙，杨宏磊，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11