一种刚柔耦合仿生手指及夹爪制造技术

本发明专利技术属于机械手技术领域，涉及一种刚柔耦合仿生手指及夹爪。一种刚柔耦合仿生手指，包括底座、第一指节、第二指节与第三指节；所述第一指节与底座通过掌指关节实现可转动连接；第一指节与第二指节通过近端指尖关节实现可转动连接；第二指节与第三指节通过远端指尖关节可转动地连接；第一指节与底座上设有驱动器一，驱动器一驱动第一指节相对于底座转动；第一指节与第三指节上设有驱动器二，驱动器二驱动第二指节与第三指节转动；所述掌指关节、近端指尖关节和远端指尖关节上均设有复位机构。本发明专利技术提出一种刚柔耦合仿生手指，解决现有仿生手指中存在的难以适应非结构化环境、刚度较低、结构复杂、灵巧性不足的问题。灵巧性不足的问题。灵巧性不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种刚柔耦合仿生手指及夹爪


[0001]本专利技术属于机械手
，涉及一种刚柔耦合仿生手指及夹爪。

技术介绍

[0002]现有的机械手仿生手指主要分为刚性仿生手指和柔性仿生手指。刚性仿生手指控制精度高，鲁棒性好，输出稳定而且输出力较大，但是对复杂表面形状物体的适应性较差，安全性较弱。柔性仿生手指在非结构化的工作环境中具有更好的柔顺性、适应性，但是其难以精确控制，而且软体结构缺乏刚度，输出力较小。因此，刚柔耦合的仿生手指结合了刚性仿生手指和柔性仿生手指的优势，具有更好的应用价值，但现有的刚柔一体化的机械手指结构复杂，灵巧性不足，制作困难。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种刚柔耦合仿生手指，解决现有仿生手指中存在的难以适应非结构化环境、刚度较低、结构复杂、灵巧性不足的问题。
[0004]本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种刚柔耦合仿生手指，其特殊之处在于：
[0005]包括底座、第一指节、第二指节与第三指节；
[0006]所述第一指节与底座通过掌指关节实现可转动连接；第一指节与第二指节通过近端指尖关节实现可转动连接；第二指节与第三指节通过远端指尖关节可转动地连接；
[0007]第一指节与底座上设有驱动器一，驱动器一驱动第一指节相对于底座转动；第一指节与第三指节上设有驱动器二，驱动器二驱动第二指节与第三指节转动；
[0008]所述掌指关节、近端指尖关节和远端指尖关节上均设有复位机构。
[0009]进一步地，上述掌指关节包括转轴，底座、第一指节之间通过转轴实现铰接，所述复位机构包括扭簧，底座、第一指节上均设有小孔，扭簧套设在转轴上，扭簧的两端分别插入底座、第一指节上的小孔内。
[0010]进一步地，上述近端指尖关节包括转轴，第一指节与第二指节之间通过转轴实现铰接，所述复位机构包括扭簧，第一指节与第二指节上均设有小孔，扭簧套设在转轴上，扭簧的两端分别插入第一指节与第二指节上的小孔内。
[0011]进一步地，上述远端指尖关节包括转轴，第二指节与第三指节之间通过转轴实现铰接，所述复位机构包括扭簧，第二指节与第三指节上均设有小孔，扭簧套设在转轴上，扭簧的两端分别插入第二指节与第三指节上的小孔内。
[0012]进一步地，上述驱动器一包括波纹管，第一指节上设有凸台，所述波纹管的两端分别与底座、第一指节上的凸台通过紧固件固定连接，波纹管两端密封，波纹管上设有进气口，进气口上连接气管。
[0013]进一步地，上述驱动器二包括波纹管，所述波纹管的两端分别与第一指节上的凸台、第三指节通过紧固件固定连接，波纹管两端密封，波纹管上设有进气口，进气口上连接气管，第一指节上的凸台、底座上均设有孔洞，气管穿过第一指节上的凸台和底座上的孔洞
后伸出。
[0014]进一步地，上述第三指节上设有指腹，所述指腹为柔性材质，例如橡胶或者硅胶材质。
[0015]另外，本专利技术还提出一种夹爪，其特殊之处在于：
[0016]包括气动滑轨气缸、若干个滑块，每个滑块与气动滑轨气缸的导轨配合，形成移动副；每个滑块上分别固定有刚柔耦合仿生手指。
[0017]进一步地，上述滑块的数量为两个，两个滑块相对设置。
[0018]进一步地，还包括导轨固定架，气动滑轨气缸固定在导轨固定架上。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的刚柔耦合仿生手指的显著优点是：
[0020]本专利技术的刚柔耦合仿生手指可以通过充入不同气压使波纹管驱动器发生不同的弯曲变形，使得仿生手指做出不同的动作，进而可以制作出方便完成不同属性物品的自适应灵巧抓取和操纵的仿生手以及机械夹爪；通过气泵和扭簧驱动手指的运动，相较于电机等驱动可以提供柔顺的自适应力，并且指尖指腹部分为由软体材料制作而成的软体机构，使得仿生手指具备更好的柔顺性和适应性，可以实现易碎、非结构化物体的抓取；本专利技术的仿生手指结构为模块化集成，可以根据实际应用需求装配成任意数量的手指，扩展性、易换性好；本专利技术的仿生手指结构总体结构简单，安装集成度高，两个驱动器分别单独控制，灵巧性高，可以根据实际应用需求调整为单自由度，控制简单。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例的刚柔耦合仿生手指的斜视图；
[0022]图2是本专利技术实施例的刚柔耦合仿生手指的弯曲过程的示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例的刚柔耦合仿生手指的第三指节示意图；
[0024]图4是本专利技术实施例的刚柔耦合仿生手指的第二指节示意图；
[0025]图5是本专利技术实施例的刚柔耦合仿生手指的第一指节示意图；
[0026]图6是本专利技术实施例的刚柔耦合仿生二指夹爪的斜视图；
[0027]图7是本专利技术实施例的刚柔耦合仿生二指夹爪的张开状态示意图；
[0028]图8是本专利技术实施例的刚柔耦合仿生二指夹爪的抓取状态示意图。
[0029]图中，1.第三指节，2.远端指尖关节，3.第二指节，4.近端指尖关节，5.驱动器二，6.第一指节，7.紧固件，8.掌指关节，9.驱动器一，10.底座，11.气管，12.指腹，13.扭簧，14.小孔，15.孔洞，100.刚柔耦合仿生手指，201.滑块，202.导轨固定架，203.气动滑轨气缸。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。
[0031]参见图1至图5，本专利技术提供了一种刚柔耦合仿生手指，包括底座10、第一指节6、第
二指节3与第三指节1；所述第一指节6与底座10通过掌指关节8实现可转动连接；第一指节6与第二指节3通过近端指尖关节4实现可转动连接；第二指节3与第三指节1通过远端指尖关节2可转动地连接；第一指节6与底座10上设有驱动器一9，驱动器一9驱动第一指节6相对于底座10转动；第一指节6与第三指节1上设有驱动器二5，驱动器二5驱动第二指节3与第三指节1转动；所述掌指关节8、近端指尖关节4和远端指尖关节2上均设有复位机构。
[0032]在本专利技术的一些实施例中，参见图1、图2和图3，所述掌指关节8包括转轴，底座10、第一指节6之间通过转轴实现铰接，所述复位机构包括扭簧，底座10、第一指节6上均设有小孔，扭簧套设在转轴上，扭簧的两端分别插入底座10、第一指节6上的小孔内。
[0033]在本专利技术的一些实施例中，参见图1、图2和图4，所述近端指尖关节4包括转轴，第一指节6与第二指节3之间通过转轴实现铰接，所述复位机构包括扭簧，第一指节6与第二指节3上均设有小孔，扭簧套设在转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚柔耦合仿生手指，其特征在于：包括底座(10)、第一指节(6)、第二指节(3)与第三指节(1)；所述第一指节(6)与底座(10)通过掌指关节(8)实现可转动连接；第一指节(6)与第二指节(3)通过近端指尖关节(4)实现可转动连接；第二指节(3)与第三指节(1)通过远端指尖关节(2)可转动地连接；第一指节(6)与底座(10)上设有驱动器一(9)，驱动器一(9)驱动第一指节(6)相对于底座(10)转动；第一指节(6)与第三指节(1)上设有驱动器二(5)，驱动器二(5)驱动第二指节(3)与第三指节(1)转动；所述掌指关节(8)、近端指尖关节(4)和远端指尖关节(2)上均设有复位机构。2.根据权利要求1所述的一种刚柔耦合仿生手指，其特征在于：所述掌指关节(8)包括转轴，底座(10)、第一指节(6)之间通过转轴实现铰接，所述复位机构包括扭簧，底座(10)、第一指节(6)上均设有小孔，扭簧套设在转轴上，扭簧的两端分别插入底座(10)、第一指节(6)上的小孔内。3.根据权利要求2所述的一种刚柔耦合仿生手指，其特征在于：所述近端指尖关节(4)包括转轴，第一指节(6)与第二指节(3)之间通过转轴实现铰接，所述复位机构包括扭簧，第一指节(6)与第二指节(3)上均设有小孔，扭簧套设在转轴上，扭簧的两端分别插入第一指节(6)与第二指节(3)上的小孔内。4.根据权利要求3所述的一种刚柔耦合仿生手指，其特征在于：所述远端指尖关节(2)包括转轴，第二指节(3)与第三指节(1)之间通过转轴实现铰接，所述复位机构包括扭簧，第二指节(3)与第三指节(1)上均...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，张超宙，何博，徐光华，谢俊，陶唐飞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：