一种变刚度柔性驱动器制造技术

本发明专利技术公开了一种变刚度柔性驱动器，包括整体支架，所述整体支架中心安装有双层内外压缩气囊腔体，双层内外压缩气囊腔体的下端连接有连接底座；双层内外压缩气囊腔体由外部气囊腔体和内部气囊腔体构成，外部气囊腔体外接导气管连接气泵一，内部气囊腔体外接导气管连接气泵二；外部气囊腔体底部连接吸盘。本发明专利技术结构简单，以微型气泵吸气为控制源，性能稳定，精度高，效率高，使用能量少，适合长期持续工作。适合长期持续工作。适合长期持续工作。

【技术实现步骤摘要】
一种变刚度柔性驱动器


本专利技术涉及机械手驱动器
，更具体地说，涉及一种变刚度柔性驱动器。

技术介绍

机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手的构造系模仿人的手指，分为无关节、固定关节和自由关节3种。夹手装置的数量又可分为二指、三指、四指等，其中以二指用的最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和大小的夹头以适应操作的需要。所谓没有夹手装置的手部，一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。机械手大多都以电机控制来完成特定动作。又根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。然而现有的机械手驱动器大多数都以刚性材料为主，电机驱动，结构复杂，价格昂贵。

技术实现思路

本专利技术的目的是提供一种变刚度柔性驱动器，以达到上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种变刚度柔性驱动器，包括上圆盘轨道固定器，自锁装置，上连接支架，双层内外压缩气囊，下圆盘轨道固定器，扇形伸缩气囊，连杆，下连接支架，吸盘，夹指安装支架。所述上圆盘轨道固定器与下圆盘轨道固定器中心安装有双层内外压缩气囊；所述双层内外压缩气囊由外部气囊腔体和内部气囊腔体构成；所述外部气囊腔体和内部气囊腔体上方分别设置有导气管，所述导气管分别外接气泵一和气泵二；所述外部气囊腔体底部连接有吸盘，所述上圆盘轨道固定器与上连接支架的上方连接，上连接支架的下方通过转动销钉连接有四个夹指安装支架；夹指安装支架还分别通过转动销钉与下连接支架连接，下连接支架安装在下圆盘轨道固定器底部；每两个连接支架之间分别有两个扇形伸缩气囊。作为本专利技术进一步的方案：上连接支架突出滑块上安装了自锁装置，使上连接支架和上圆盘轨道固定器之间的相对位置在可以相对移动的同时，当上连接支架移动到需要的位置后可以固定住，从而使机械手在操作中有更好的稳定性，在抓取物体时不会因外力作用，导致随意移动。作为本专利技术进一步的方案：双层内外压缩气囊中的内部压缩气囊与上连接支架中的圆柱体小气囊相连，当内部压缩气囊充气起支撑作用时，圆柱体小气囊随之膨胀，推动小钢珠完成自锁功能。当内部压缩气囊不充气时，小气囊由于材料的弹性自主回复原始的尺寸，小钢珠复位，解除自锁功能。
作为本专利技术进一步的方案：上圆盘轨道固定器侧面圆周设置有滑槽，所述上连接支架上端侧面设置有突出滑块，所述突出滑块通过上圆盘轨道固定器侧面圆周上的滑槽与上圆盘轨道固定器实现滑动连接。作为本专利技术进一步的方案：下圆盘轨道固定器底部设置有滑槽，下连接支架顶部有突出，可通过下圆盘轨道固定器底部滑槽与下圆盘轨道固定器实现滑动连接。作为本专利技术进一步的方案：各个上连接支架，夹指安装支架，下连接支架与连杆之间均通过转动销钉连接，形成一个四连杆机构，根据四连杆机构的原理可以通过计算设计夹指安装支架转动的范围。作为本专利技术进一步的方案：双层内外压缩气囊采用外部压缩气囊包裹内部压缩气囊的形式。外部压缩气囊通过导气管连接气泵一，内部压缩气囊通过导气管连接气泵二。外部压缩气囊底部设置一通气口连接一吸盘。两层压缩气囊连接不同的气泵，工作时内部压缩气囊充气扩展，外部压缩气囊吸气收缩。在收缩过程中，因吸盘连接外部压缩气囊，可以有一个吸气的动作。内部压缩气囊充气扩展后，有效提高内部气囊刚度变化范围，外部压缩气囊的收缩过程被阻碍减缓直至夹指安装支架达到目标动作。此时内外气囊的正负压使变刚度柔性驱动器达到所需刚体强度的效果。作为本专利技术进一步的方案：在内部气囊腔体刚度不同情况下，外气囊腔体控制相同压缩量时输出支撑力不同，随着刚度增加相对应比例的增强。作为本专利技术进一步的方案：每两个连接支架之间分别有两个扇形伸缩气囊，在给扇形伸缩气囊充气时，与滑槽贴合的部分相对于外部伸展度小，在充气时，扇形伸缩气囊实现弯曲伸展，可通过调整气压来夹指安装支架的移动角度。与现有技术相比，本专利技术由双层压缩气囊腔体控制夹手装置开合，双层内外压缩气囊采用外部气囊包裹内部气囊，连接不同的气泵，外部气囊连接吸盘的形式，既可以使手爪抓取物品时又吸取物品，增加对一些特殊物品的抓取成功率；又可使手爪抓取物品时，外部气囊吸取压缩使手爪合璧，内部气囊充气膨胀，不仅达到减缓外部气囊收缩的速度，达到增加为手爪抓取物品时所需的刚度强度要求，也带动自锁装置里的小气囊膨胀，形成自锁效果，这简化了机械手的内部机构，又使变刚度柔性驱动器可以在不同刚度需求下工作，使夹手装置灵活轻便。对比于传统液压系统，本专利技术的双层压缩气囊腔体在压缩的同时，有着内部气囊充气作用的支撑，增加稳定性，但有着柔性材料的优势，有着较高的容错性，工作出错概率小，有效减少了接触目标过程中的反复震颤，贴合到目标表面，柔顺性控制得以完整体现。
附图说明
图1为一种变刚度柔性驱动器的结构示意图。图2为一种变刚度柔性驱动器的双层内外压缩气囊腔体剖视结构示意图。图3为一种变刚度柔性驱动器的自锁装置示意图。图4为一种变刚度柔性驱动器的扇形伸缩气囊。图中：1
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上圆盘轨道固定器，2
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自锁装置，3
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上连接支架，4
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双层内外压缩气囊， 5
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下圆盘轨道固定器，6
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扇形伸缩气囊，7
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连杆，8
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下连接支架，9
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吸盘，10
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夹指安装支架，41
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外部气囊腔体，42
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内部气囊腔体，21
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小钢珠，22
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小气囊。
具体实施方式
下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考附图1
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4，本专利技术实施例中，一种变刚度柔性驱动器，包括上圆盘轨道固定器1，自锁装置2，上连接支架3，双层内外压缩气囊4，下圆盘轨道固定器5，扇形伸缩气囊6，连杆7，下连接支架8，吸盘9，夹指安装支架10。所述上圆盘轨道固定器1与下圆盘轨道固定器5中心安装有双层内外压缩气囊4；所述双层内外压缩气囊4由外部气囊腔体41和内部气囊腔体42构成；所述外部气囊腔体41和内部气囊腔体42上方分别设置有导气管，所述导气管分别外接气泵一和气泵二；所述外部气囊腔体41底部连接有吸盘9，所述上圆盘轨道固定器1与上连接支架3的上方连接，上连接支架3的下方通过转动销钉连接有四个夹指安装支架10；夹指安装支架 10还分别通过转动销钉与连杆7连接通过转动销钉与下连接支架8连接，下连接支架8 安装在下圆盘轨道固定器5底部；每两个相邻下连接支架8之间分别有两个扇形伸缩气囊6。本专利技术实施例中,如图2所示，双层内外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变刚度柔性驱动器，包括上圆盘轨道固定器(1)，自锁装置(2)，上连接支架(3)，双层内外压缩气囊(4)，下圆盘轨道固定器(5)，扇形伸缩气囊(6)，连杆(7)，下连接支架(8)，吸盘(9)，夹指安装支架(10)；所述上圆盘轨道固定器(1)与下圆盘轨道固定器(5)中心安装有双层内外压缩气囊(4)；所述双层内外压缩气囊(4)由外部气囊腔体(41)和内部气囊腔体(42)构成；所述外部气囊腔体(41)和内部气囊腔体(42)上方分别设置有导气管，所述导气管分别外接气泵一和气泵二；所述外部气囊腔体(41)底部连接有吸盘(9)，所述上圆盘轨道固定器(1)与上连接支架(3)的上方连接，上连接支架(3)的下方通过转动销钉连接有四个夹指安装支架(10)；所述四个夹指安装支架(10)分别与四个连杆(7)的一端通过转动销钉连接，所述四个连杆(7)的另一端分别通过转动销钉与四个下连接支架(8)的一端相连接，所述四个下连接支架(8)的另一端均安装在下圆盘轨道固定器(5)的底部；所述每两个下连接支架(8)的每相邻两个下连接支架之间设置有两个扇形伸缩气囊(6)。2.根据权利要求1的变刚度柔性驱动器，其特征在于：所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹淼龙，牟宗浪，周婵，杨元健，颜昊，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：