【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人皮肤领域，具体涉及一种用于调节机器人表面接触温度的机器皮肤。
技术介绍
1、目前，随着服务机器人行业的不断发展，各种的服务机器人在医疗护理、教育领域、餐饮服务、家庭护理、公共服务等领域起到了非常大的作用。考虑服务机器人大多与人亲密接触，因此仿人形是许多服务机器人设计的重点。而机器皮肤是人可以直观感受与接触的物体，因此有一些研究，可以使机器人获得与人皮肤近似的外观。但是由于机器皮肤的温度和人体温度差异大，在与人接触过程中，人能够明显感觉到温度的异常，这对机器人的迎宾、拥抱等功能是有重要影响的。但是现有的机器皮肤大多是将加热装置安装于机器皮肤内层，或者通过复杂结构实现调温。
2、公告号为cn114603965a的专利说明书中公开了一种用于调节皮肤温度的机器皮肤该机器基于油加热的液体调节皮肤温度的机器皮肤。但是该机器皮肤厚度较大，油渗出处理复杂，无法适合于手的机器皮肤布局。
3、公告号为cn112405577b的专利说明书中公开了一种可调式自动恒温加热仿真机器手，通过机器手上的加热线圈直接加热外侧皮肤。但是其结构简单，散热性不好，并且局部加热线圈放热，温度分布不均匀，恒温控制困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种安装在机械手外侧的仿生可调温的手部机器皮肤，可以通过更好的与实际人手外观相匹配来降低使用者对其的排斥心理，同时可调温设计让人与其接触感觉舒服。
2、一种仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，包括仿生手部皮肤与皮肤调
3、所述仿生手部皮肤包括手套状的机械接触层、套在所述手套状的机械接触层上的手部加热层、套在所述手部加热层上的中间连接层、套在所述中间连接层上的手掌外侧硅胶皮肤，所述手部加热层连接有液体输入管道和液体输出管道；
4、所述液体输入管道和液体输出管道与所述皮肤调温控制器连接。
5、所述手掌外侧硅胶皮肤为人手皮肤形状并且表面粗糙。
6、所述手套状的机械接触层采用橡胶材料；所述中间连接层采用橡胶材料。
7、所述中间连接层与手部加热层通过编织线直接连接；所述机械接触层与手部加热层通过编织线直接连接。
8、所述手部加热层采用聚醚海绵材料。
9、所述皮肤调温控制器包括：
10、液体存储箱；
11、与所述液体存储箱连接的蠕动泵；
12、设置在所述液体存储箱内的加热件和感温元件；
13、与所述蠕动泵、加热件和感温元件连接的皮肤调温控制电路板。
14、所述蠕动泵与所述液体输入管道连接；
15、所述液体存储箱与所述液体输出管道连接。
16、进一步优选，一种仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，包括仿生手部皮肤与皮肤调温控制器。仿生手部皮肤包括手掌外侧硅胶皮肤、中间连接层、手部加热层、机械接触层、液体输入管道、液体输出管道。皮肤调温控制器包括皮肤调温控制电路板、液体存储箱、蠕动泵、加热环、感温元件。
17、仿生手部皮肤的外侧硅胶皮肤与人手外观一致。手掌外侧硅胶皮肤，根据人手的外形，设计皮肤外观。手掌外侧硅胶皮肤在中间连接层、手部加热层与机械接触层连接完成后，通过模具形成皮肤形状，表面粗糙加大抓持力。
18、中间连接层与机械接触层为可拉伸、密封不透水的橡胶手套。中间连接层与手掌外侧硅胶皮肤通过硅胶材料固化反应结合。中间连接层与机械接触层和手部加热层通过编织线直接连接，并固定手部加热层位置。在每个手指的手背处的手部加热层，有液体输入管道。编织缝制位置模仿人手指缝位置，减少对于机器手的弯曲性能的影响。
19、手部加热层为低密度聚醚海绵材料，保证足够的透气性、不吸水性与可拉伸性，对手部皮肤起到支撑作用，多孔材料使水流动。手部加热层通过编织线缝制固定空间。手部加热层通过液体输入管道，将水从指尖流动到手掌末端接口，再通过皮肤调温控制器将水重新输入手部加热层，实现水循环流动。
20、皮肤调温控制器，为长方形结构，成年人小臂大小基本类似，可以直接固定在机械臂小臂上，其右侧为液体存储箱，左侧为小型蠕动泵，在蠕动泵下方存在控制电路板，控制电路板通过固定接口连接在控制器基板上。液体存储箱中有蠕动泵管道，将水泵入皮肤。
21、在液体存储箱内部存在条形加热片与条形感温元件，加热片负责加热水，感温元件实现温度的实时传感，当水温度低于设定温度的时候，加热片工作加热水。液体存储箱可通过上方加水口，加入水。条形加热片为防水ptc加热元件进行防水处理，外层为防锈金属板。
22、水通过蠕动泵从液体存储箱泵出到液体连接管道，在水压作用下，水进入皮肤指尖。水流过加热层，并通过皮肤掌末端的液体输出管道，回流到液体存储箱。水在手套中时由于与皮肤存在温度差，皮肤的温度改变接近水的温度，实现调温功能。
23、作为优选，在保障水的流动性的情况下，使用小型蠕动泵泵入水，皮肤调温控制器结构紧凑。方便安装在机械臂小臂与机械手接近，减少液体管道的长度，降低管道引起的热量损失。
24、作为优选，设计四层手部机器皮肤，通过中间连接层与机械接触层来固定手部加热层、并在外层固化硅胶皮肤的方式，保障在外观上与人手基本一致，保障调温能力的情况下，降低加工难度。
25、本专利技术的有益效果：
26、(1)本专利技术通过研究设计了一种与人手结构相近的可调温手部机器皮肤，外层为硅胶材质。该皮肤的外观、触感、温度与人手基本一致，可以有效降低使用者对其的排斥心理。
27、(2)本专利技术通过水的循环流动实现恒温控制，相较于电热丝直接加热带来的温度分布不均匀、恒温控制困难且复杂的问题；油液加热泵所需输出力大、泄露污染问题。通过水的循环流动实现恒温控制，温度分布均匀，驱动力小。
28、(3)该手部机器皮肤使用长方形皮肤调温控制器，结构紧凑，集成度更高，减少控制器体积。皮肤调温控制器可以直接安装在机械臂上，不需要对机械臂进行结构修改，同时，泛用性好。控制器可以安装在机械臂末端与手部机器皮肤接近，控制方便。
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1.一种仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，包括仿生手部皮肤与皮肤调温控制器；
2.根据权利要求1所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，所述手掌外侧硅胶皮肤为人手皮肤形状并且表面粗糙。
3.根据权利要求1所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，所述手套状的机械接触层采用橡胶材料；
4.根据权利要求1所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，所述中间连接层与手部加热层通过编织线直接连接；
5.根据权利要求1所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，所述手部加热层采用聚醚海绵材料。
6.根据权利要求1所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，所述皮肤调温控制器包括：
7.根据权利要求6所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，所述蠕动泵与所述液体输入管道连接；
【技术特征摘要】
1.一种仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，包括仿生手部皮肤与皮肤调温控制器；
2.根据权利要求1所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，所述手掌外侧硅胶皮肤为人手皮肤形状并且表面粗糙。
3.根据权利要求1所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮肤，其特征在于，所述手套状的机械接触层采用橡胶材料；
4.根据权利要求1所述的仿生可调温可弯曲的手部机器皮...
【专利技术属性】
技术研发人员：虞翔凯，魏兴意，徐雨锋，鲍官军，王文彪，周烜亦，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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