一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂制造技术

本发明专利技术公开了一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，包括柔性机械手臂主体及气压控制系统；所述柔性机械手臂主体由若干层气囊组叠加而成，每层气囊组包括至少一个气囊，每个气囊通过管路与气压控制系统连通；所述气压控制系统包括多气室输出模块、设置在多气室输出模块内的气室调节模块以及与气室调节模块连通的气泵模块，且所述多气室输出模块包括若干个输出气室。本发明专利技术将柔性机械手臂的气动控制装置进行模块化设计，通过气室调节模块及气泵模块即可实现对多气室输出模块每个输出气室的气压进行调节，不仅减小了柔性机械手臂的体积及气压控制装置的体积，提高了气压控制系统的运行效率和稳定性，且还降低了成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂


[0001]本专利技术涉及机械手
，具体涉及一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂。

技术介绍

[0002]柔性机械手臂是一种基于仿生学原理由柔性材料构成的气压驱动型软体机械臂，具有高柔顺性、强适应性等特点，且由于柔性机械手臂采用的气动技术具有较强的缓冲特性，其在工业与物流运输业中具体有广阔的应用前景。目前，现有技术中的柔性机械手臂通常由多个气囊构成，每个气囊对应一个气压控制器及气泵来控制气压大小，当气囊数量较少时，会限制其运动灵活度，即运动的自由度，若想要柔性机械手臂具有高度灵活性，通常需要数量巨大的气囊，但同时也需要大量的气压控制器及气泵，将不仅导致柔性机械手臂体积大，还导致气囊气压控制设备体积大且线路连接复杂，限制了柔性机械手臂的发展。基于此，本专利技术提供了一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，通过模块化多通道气动控制装置实现了对柔性机械手臂的气压调控。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，包括柔性机械手臂主体及为柔性机械手臂主体提供不同气压控制的气压控制系统；
[0006]所述柔性机械手臂主体由若干层气囊组叠加而成，且每层气囊组包括至少一个气囊，每个气囊通过管路与气压控制系统连通；
[0007]所述气压控制系统包括多气室输出模块、设置在多气室输出模块内且用于调节多气室输出模块的输出气压的气室调节模块以及与气室调节模块连通的气泵模块；
[0008]所述多气室输出模块包括若干层从上至下依次叠加的环形输出气室组，且每层输出气室组包括至少一个输出气室，每个输出气室通过管路与单个气囊相连通；
[0009]所述气室调节模块包括调节气室、控制调节气室转动的旋转组件以及控制调节气室升降的升降组件，所述气泵模块与调节气室连通，通过旋转组件及升降组件能够调整调节气室的角度及高度使调节气室与输出气室对接以调节输出气室的气压。
[0010]进一步地，所述多气室输出模块的顶部及底部分别设置有上固定板及下固定板，若干层输出气室组紧密堆叠在上固定板与下固定板之间，且上固定板与下固定板之间通过若干根围绕输出气室组外圈的连接柱固定连接。
[0011]进一步地，每层所述输出气室组包括具有空腔的环形密封壳体，且环形密封壳体内设置有若干个隔板将每层输出气室组分隔为若干个独立的输出气室；
[0012]每个所述输出气室的内壁均设置第一进气孔及第一排气孔，每个所述输出气室的外壁均设置有气流输出孔，且每个所述输出气室内且靠近内壁的一侧设置有分别控制第一
进气孔及第一排气孔开启或关闭的第一单向阀。
[0013]进一步地，每个所述输出气室内均设置有气体流量计及第一压力传感器，所述气体流量计设置于输出气室内靠近气流输出孔的一侧，所述第一压力传感器设置于输出气室的内顶面或内底面。
[0014]进一步地，所述调节气室为具有空腔的圆形密封壳体，且圆形密封壳体通过中间隔断将调节气室分隔相互独立的第一气室及第二气室；
[0015]所述第一气室及第二气室的一侧分别设置有能够与第一进气孔及第一排气孔相配合的第二进气孔及第二排气孔，且所述第一气室及第二气室内设置有分别控制第二进气孔及第二排气孔开启或关闭的第二单向阀，所述第一气室及第二气室的顶部且远离第二单向阀的一侧分别通过管路与气泵模块的第一气泵及第二气泵连通。
[0016]进一步地，所述调节气室的第一气室及第二气室内均设置有第二压力传感器。
[0017]进一步地，所述旋转组件包括旋转电机及与旋转电机的输出端固定连接的中转轴，所述旋转电机固定安装于下固定板下方，所述中转轴贯穿调节气室的中间隔断且伸出上固定板外，所述旋转电机通过中转轴带动调节气室在多气室输出模块内转动。
[0018]进一步地，所述升降组件包括直线电机及直线导轴，所述直线电机固定于上固定板顶部一侧，所述直线导轴的一端与调节气室的顶部固定连接，所述直线电机驱动直线导轴带动调节气室在多气室输出模块内沿中转轴升降。
[0019]进一步地，所述中转轴的两侧沿其长度方向设置有凹槽，所述调节气室的中间隔断设置有与中转轴的凹槽相配合的凸块。
[0020]进一步地，一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂还包括控制器及电源模块，所述控制器及电源模块均与多气室输出模块、气室调节模块以及气泵模块电连接
[0021]基于上述一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，本专利技术还提供一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂的使用方法，包括如下步骤：
[0022]（1）多气室输出模块内的第一压力传感器检测每个输出气室是否需要压力调控，控制器根据第一压力传感器的检测数据确定需要调节气压的输出气室的层数及角度；
[0023]（2）控制器通过控制升降组件带动调节气室达到其中一个待调节输出气室的位置，然后通过控制旋转组件带动调节气室转动使调节气室的第二进气孔及第二排气孔与待调节输出气室的第一进气孔及第一排气孔对接；
[0024]（3）控制器将第一压力传感器检测的待调节输出气室的压力与设定值对比，当检测压力小于设定值时，开启该输出气室的第一进气孔以及调节气室的第二进气孔和第一气泵，对该输出气室进行充气直至该输出气室的检测压力值等于设定值；当检测压力大于设定值时，开启该输出气室的第一排气孔以及调节气室的第二排气孔和第二气泵，对该输出气室进行排气直至该输出气室的检测压力值等于设定值；
[0025]（4）重复上述步骤（2）、（3）将对所有需要调节气压的输出气室进行压力调节。
[0026]本专利技术的有益效果为：
[0027]（1）本专利技术所提供的一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，将柔性机械手臂的气动控制装置进行模块化设计，通过调节气室及两个气泵即可实现对多个输出气室的不同气压进行调节，不仅减小了柔性机械手臂的体积及气压控制装置的体积，提高了气压控制系统的稳定性，且还降低了成本；
[0028]（2）本专利技术所提供的一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，其气室调节模块中的单向阀与压力传感器能够配合多输出气室模块中的单向阀、压力传感器及流量计，实现对各个输出气室的气压微调及精确控制，即实现对柔性机械手臂的各个气囊的气压微调及精确控制。
附图说明
[0029]为了清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0031]图2为气囊组的结构示意图；
[0032]图3为气压控制系统的结构示意图；
[0033]图4为输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，其特征在于，包括柔性机械手臂主体及为柔性机械手臂主体提供不同气压控制的气压控制系统；所述柔性机械手臂主体由若干层气囊组叠加而成，且每层气囊组包括至少一个气囊，每个气囊通过管路与气压控制系统连通；所述气压控制系统包括多气室输出模块、设置在多气室输出模块内且用于调节多气室输出模块的输出气压的气室调节模块以及与气室调节模块连通的气泵模块；所述多气室输出模块包括若干层从上至下依次叠加的环形输出气室组，且每层输出气室组包括至少一个输出气室，每个输出气室通过管路与单个气囊相连通；所述气室调节模块包括调节气室、控制调节气室转动的旋转组件以及控制调节气室升降的升降组件，所述气泵模块与调节气室连通，通过旋转组件及升降组件能够调整调节气室的角度及高度使调节气室与输出气室对接以调节输出气室的气压。2.根据权利要求1所述的一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，其特征在于，所述多气室输出模块的顶部及底部分别设置有上固定板及下固定板，若干层输出气室组紧密堆叠在上固定板与下固定板之间，且上固定板与下固定板之间通过若干根围绕输出气室组外圈的连接柱固定连接。3.根据权利要求1所述的一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，其特征在于，每层所述输出气室组包括具有空腔的环形密封壳体，且环形密封壳体内设置有若干个隔板将每层输出气室组分隔为若干个独立的输出气室；每个所述输出气室的内壁均设置第一进气孔及第一排气孔，每个所述输出气室的外壁均设置有气流输出孔，且每个所述输出气室内且靠近内壁的一侧设置有分别控制第一进气孔及第一排气孔开启或关闭的第一单向阀。4.根据权利要求3所述的一种基于模块化多通道气动控制的柔性机械手臂，其特征在于，每个所述输出气室内均设置有气体流量计及第一压力传感器，所述气体流量计设置于输出气室内靠近气流输出孔的一侧，所述第一压力传感器设置于输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋红琰，汪磊，程峰，房殿军，张卫东，王平，钱锡峰，牛刘敏，魏久焱，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：