【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗临床器械机器人领域，更具体地，涉及一种基于主副双腔的口腔影像辅助拍摄单体仿生手指机器人，提供一种能够双向弯曲，运动灵活，体积较小的气驱动软体仿生手指，可广泛用于医疗行业当中。
技术介绍
1、口腔诊断影像是口腔临床诊断与治疗的重要前提，但其过程位置精确性、曝光稳定性、成像一致性是口腔精准诊疗目前最急需解决的关键问题。口腔x光片却是牙科实践中最常用的成像方法，但由于口腔空间狭小、解剖结构复杂，无法满足口腔精准诊疗的医疗要求。传统的影像投照手段难以实现精准定位及控制，也缺乏有效的质量评估方法。
2、为确保口腔诊疗影像的高质量和高稳定性，要求拍片过程影像球管位姿准确且无人为差异。因此，研制基于先进机器人技术的高性能口腔医疗影像辅助机器人已迫在眉睫。软体机器手作为软体机器人的重要分支，由柔软材料制作而成，不仅具有机器人的优点，而且还具有很强的柔顺性、安全性、更好的人机交互性和结构简单易控制等优点[1-2]，舍弃了刚性机器人复杂的传感和控制装置，现已逐渐地被越来越多的研究者所研究并应用到人们生产和生活中去[3]。
3、在仿生手指软体机器人设计领域，根据气压驱动的致动原理，对软体机器人的软体致动器进行了设计满足相关需求，并展现出极好的优化性能[4]。然而，目前已有的仿生软体驱动器大多以广泛用于工业制造领域。在现有的中国专利中，cn102579018a申请公开一种脉象采集触头装置，其主要功能结构是采用三腔式扇形气室的柔性手指，可以多自由度运动。但该结构是一体式设计，无法满足面向口腔狭小空间的高弯曲度需求
4、[1]吕泽良,黄超雷,陈正泉.气动软体机器人执行器的控制与研究[j].装备制造技术,2018(11):4.
5、[2]管清华,孙健,刘彦菊,等.气动软体机器人发展现状与趋势[j].中国科学：技术科学,2020,50(7):38.
6、[3]褚凯梅,赵虎,冯凯,等.软体仿生机器人研究现状[j].林业机械与木工设备,2021(011):049.
7、[4]隋立明,席作岩,刘亭羽,等.多腔体式仿生气动软体驱动器的设计与制作[j].工程设计学报,2017,24(5):7.
技术实现思路
1、为了解决技术背景当中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种能够双向弯曲，运动灵活，体积较小的气驱动软体仿生手指，可广泛用于医疗行业当中。
2、本专利技术采用的技术方案如下：气驱动仿生软体手指由变腔体双腔软体仿生手指和辅助系统平台组成，二者由导管连接。
3、软体仿生指主要由气腔、输气道组成。气腔包括主气腔和副气腔，输气道包括主输气道、副输气道。所述主气腔位于软体仿生指的上面端部，连接主输气道。给主气腔充气时，由于气腔内气压增大而在气腔端部产生轴向力，在硅胶底板的限制下使手指正向弯。同理，通过副输气道给位于仿生软体指背面根部的副气腔充气时可以使手指反向弯曲。当主气腔输入气压恒定时，改变副气腔输入气压大小能够实现软体仿生指的弯曲可调节功能，更好的适应实际工作环境。
4、仿生手指采用单体双腔体变腔体设计。扇形变腔体设计可以增加手指的最大弯曲度，同时也可以减小手指端部的体积以适应口腔狭小的空间。气腔从根部到端部依次变小，根部气腔体积大可以增大柔性仿生指弯曲度，也便于提供了更大的夹持力。端部气腔体积小且留出了实心段，一方面减小弯曲度以增加端部接触面积，另一方面可以利用不变形的实心段安装传感器、摄像头、x射线感光片等扩展设备。主、副双腔体的设计可以让仿生手指实现正反双向弯曲。
5、本专利技术的优势效果为：
6、1.本专利技术提供了一种变腔体双腔软体仿生手指，采用单体主、副双气腔设计，手指本体是一体化成型设计，不需要中间传动装置，无需安装减速装置和传动机构，质量较轻。可以在承载装置不转向的前提下进行双向弯曲。
7、2.本专利技术中的仿生手指采用变腔体设计，即腔体大小并不相等而是递减，这样可以提高手指的最大弯曲度。半圆柱形或近似半圆柱型薄壁折皱壳体，其特征是可以当向腔体充气或抽气时，多个横向波纹会正气压伸展或负气压收缩。
8、3.本专利技术的主气腔和副气腔采用不同的输入通道，两个气腔的气压输入互不干扰，当主气腔输入气压恒定时，改变副气腔的输入气压能够改变软体仿生手的弯曲状态，从而实现可调节弯曲的功能。
9、4.本专利技术中的仿生手指端部采用小气腔和实心段设计，最大程度上减少手指与外接设备的干涉。
10、5.本专利技术中的仿生手指端部安装有硅胶制的卡槽，可以实现口腔医疗影像x射线感光板的插拔式更换，方便快捷且仿生指本体可以经清洗消毒杀菌后重复使用。具有成本低、清洁安全、便于安装等优点。
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1.一种辅助口腔影像拍摄的单体双腔仿生手指，其特征在于，由变腔体双腔软体仿生手指和辅助系统平台组成，二者由导管连接；
2.根据权利要求1所述的一种辅助口腔影像拍摄的单体双腔仿生手指，其特征在于，仿生手指采用单体双腔体变腔体设计；气腔从根部到端部依次变小，根部气腔体积大增大柔性仿生指弯曲度提供夹持力；端部气腔体积小且留出实心段，减小弯曲度以增加端部接触面积，利用不变形的实心段安装辅助系统平台。
3.根据权利要求1所述的一种辅助口腔影像拍摄的单体双腔仿生手指，其特征在于，变腔体双腔指由硅胶注塑倒模制成，采用分体注塑后粘接成形的方法。
4.根据权利要求1所述的一种辅助口腔影像拍摄的单体双腔仿生手指，其特征在于，将双腔仿生手指模型简化为弯曲薄壁圆柱形压力容器计算曲率；建立环向应变即圆柱形指状物直径的增加受到约束来对有效支柱即球体之间的壁结构模型。
【技术特征摘要】
1.一种辅助口腔影像拍摄的单体双腔仿生手指，其特征在于，由变腔体双腔软体仿生手指和辅助系统平台组成，二者由导管连接；
2.根据权利要求1所述的一种辅助口腔影像拍摄的单体双腔仿生手指，其特征在于，仿生手指采用单体双腔体变腔体设计；气腔从根部到端部依次变小，根部气腔体积大增大柔性仿生指弯曲度提供夹持力；端部气腔体积小且留出实心段，减小弯曲度以增加端部接触面积，利用不变形的实心段安装...
【专利技术属性】
技术研发人员：程强，郝小龙，刘杰，孙婷，赵帅，许静静，闫俊，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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