气动刚柔性弯曲关节制造技术

一种气动刚柔性弯曲关节，包括左、右两个端盖、环形橡胶管、约束钢丝、嵌套在所述的橡胶管管壁中的螺旋钢丝，所述的橡胶管两端分别与两个端盖密封连接，所述的端盖上开有与大气连通的通孔，所述的约束钢丝安装在橡胶管一侧的管壁中，且所述的约束钢丝与所述的螺旋钢丝的匝缠绕固定，所述的环形橡胶管内固接有链条，所述的链条由前后端依次铰接的链片组成，所述的约束钢丝处在所述的链片构成的平面的延伸面。本发明专利技术气动刚柔性弯曲关节的有益效果主要表现在：在橡胶管内增设了刚性的链条，关节只可能朝约束钢丝所在一侧弯曲，不会有其他方向的附加变形，使气动弯曲关节受到外载荷作用时不会产生弯曲变形，控制方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气动刚柔性弯曲关节，适用于制作机械灵巧手的 场合。(二)
技术介绍
机械灵巧手的设计是机器人设计中关键技术之一，关节的灵敏性 和关节结构的复杂程度直接决定机械手的结构和尺寸。传统的灵巧手 设计大都采用纯机械结构，利用电机或者液压作为驱动，利用机械部 件作为执行端，其主要缺点是需要电机、传动装置等辅助机构，外形 尺寸大，结构复杂，控制困难，影响实施效果。也有提出气动关节，如专利技术专利号ZL200410017444.2，是气动柔性弯曲关节的发 明专利，公开了一种气动柔性弯曲关节，由左端盖、右端盖、橡胶管、 螺旋钢丝、约束钢丝组成，橡胶管通过强力胶与左端盖及右端盖密封 连接，在橡胶管的内壁安装了螺旋钢丝，约束钢丝安装在橡胶管一侧 的管壁中，压縮气体从右端盖通入橡胶管的内腔，由于螺旋钢丝和约 束钢丝的作用，整个关节向约束钢丝的方向发生弯曲。其缺点是当 充气时弯曲关节向约束钢丝侧弯曲；但是当关节受到垂直于弯曲运动 平面的外载荷时，由于橡胶管具有易变形的特点，关节朝该外载荷方 向会产生弯曲变形。换言之，关节的弯曲方向不仅与是否充气有关， 而且与所受外载荷的方向有关，由此，关节的正确位姿控制实现难度 大，相应的控制算法复杂。(三)
技术实现思路
为了克服已有技术中气动弯曲关节受到外载荷作用时会产生弯曲 变形，控制复杂不便的不足，本专利技术提供一种受到外载荷作用时不会产 生弯曲变形、控制方便的气动刚柔性弯曲关节。本专利技术的技术方案是-一种气动刚柔性弯曲关节，包括左、右两个端盖、环形橡胶管、约束钢丝、嵌套在所述的橡胶管管壁中的螺旋钢丝，所述的橡胶管两端分别与两个端盖密封连接，所述的端盖上开有与大气连通的通孔，所述的约束钢丝安装在橡胶管一侧的管壁中，且所述的约束钢丝与所述的螺旋钢丝的匝缠绕固定，所述的环形橡胶管内固接有链条，所述的链条由前后端依次铰接的链片组成，所述的约束钢丝处在所述的链片构成的平面的延伸面。所述的链条的两端分别与左、右两个端盖连接。所述的链条的两端通过固定销与左、右两个端盖铰接。所述的左端盖通过螺纹孔与进气管接头连接。 所述的链片通过连接销铰接。本专利技术的工作原理是将进气管接头与高压气源以及气动压力比 例阀连接，打开高压气源开关，高压气体通过进气管接头通向橡胶管 内部，高压气体使得橡胶管发生伸长变形，由于螺旋弹簧和约束钢丝 的约束作用，橡胶管只能向约束钢丝的一侧弯曲。另一方面链片和 连接销构成一个刚性构件，通过固定销分别与左右端盖相连接，该刚 性构件的刚性较大；当关节未弯曲时，该刚性构件处于弯曲不伸直状 态；当关节处于最大弯曲角度时，该刚性构件处于完全伸直状态。当 受到垂直于弯曲运动平面的外载荷作用时，由于链片和连接铺构成的 刚性构件的刚度大，弯曲关节不产生相应的弯曲变形。总之，由于关节内腔设置了链片式刚性结构，使得关节受到外载荷作用时，关节只 可能朝约束钢丝所在一侧弯曲，不会有其他方向的附加变形，从而达 到模拟人类手指弯曲关节运动的目的。本专利技术所述的气动刚柔性弯曲关节的有益效果主要表现在在橡 胶管内增设了刚性的链条，关节只可能朝约束钢丝所在一侧弯曲，不 会有其他方向的附加变形，使气动弯曲关节受到外载荷作用时不会产 生弯曲变形，控制方便。(四) 附图说明图1是本专利技术气动刚柔性弯曲关节的未弯曲时的结构示意图。 图2是本专利技术气动刚柔性弯曲关节的弯曲时的结构示意图。具体实施方式 下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参见附图 一种气动刚柔性弯曲关节，包括左端盖l、右端盖2、环形橡胶管3、约束钢丝4、嵌套在所述的橡胶管管壁中的螺旋钢丝5，所述的橡胶管两端分别与两个端盖密封连接，所述的端盖上开有与大气连通的通孔，所述的约束钢丝4安装在橡胶管一侧的管壁中，且所 述的约束钢丝4与所述的螺旋钢丝5的匝缠绕固定，所述的环形橡胶 管内固接有链条，所述的链条的两端通过固定销6与左、右两个端盖 铰接，所述的链条由前后端依次通过连接销7铰接的链片8组成，所 述的约束钢丝4处在所述的链片8构成的平面的延伸面。 所述的左端盖1通过螺纹孔与进气管接头9连接。权利要求1. 一种气动刚柔性弯曲关节，包括左、右两个端盖、环形橡胶管、约束钢丝、嵌套在所述的橡胶管管壁中的螺旋钢丝，所述的橡胶管两端分别与两个端盖密封连接，所述的端盖上开有与大气连通的通孔，所述的约束钢丝安装在橡胶管一侧的管壁中，且所述的约束钢丝与所述的螺旋钢丝的匝缠绕固定，其特征在于所述的环形橡胶管内固接有链条，所述的链条由前后端依次铰接的链片组成，所述的约束钢丝处在所述的链片构成的平面的延伸面。2、 如权利要求l所述的气动刚柔性弯曲关节，其特征在于所述的链 条的两端分别与左、右两个端盖连接。3、 如权利要求l所述的气动刚柔性弯曲关节，其特征在于所述的链 条的两端通过固定销与左、右两个端盖铰接。4、 如权利要求2所述的气动刚柔性弯曲关节，其特征在于所述的左 端盖通过螺纹孔与进气管接头连接。5、 如权利要求1 4之一所述的气动刚柔性弯曲关节，其特征在于 所述的链片通过连接销铰接。全文摘要一种气动刚柔性弯曲关节，包括左、右两个端盖、环形橡胶管、约束钢丝、嵌套在所述的橡胶管管壁中的螺旋钢丝，所述的橡胶管两端分别与两个端盖密封连接，所述的端盖上开有与大气连通的通孔，所述的约束钢丝安装在橡胶管一侧的管壁中，且所述的约束钢丝与所述的螺旋钢丝的匝缠绕固定，所述的环形橡胶管内固接有链条，所述的链条由前后端依次铰接的链片组成，所述的约束钢丝处在所述的链片构成的平面的延伸面。本专利技术气动刚柔性弯曲关节的有益效果主要表现在在橡胶管内增设了刚性的链条，关节只可能朝约束钢丝所在一侧弯曲，不会有其他方向的附加变形，使气动弯曲关节受到外载荷作用时不会产生弯曲变形，控制方便。文档编号B25J17/00GK101239468SQ20071006706公开日2008年8月13日 申请日期2007年2月7日 优先权日2007年2月7日专利技术者张立彬, 杨庆华, 钱少明, 峰 高, 鲍官军 申请人:浙江工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动刚柔性弯曲关节，包括左、右两个端盖、环形橡胶管、约束钢丝、嵌套在所述的橡胶管管壁中的螺旋钢丝，所述的橡胶管两端分别与两个端盖密封连接，所述的端盖上开有与大气连通的通孔，所述的约束钢丝安装在橡胶管一侧的管壁中，且所述的约束钢丝与所述的螺旋钢丝的匝缠绕固定，其特征在于：所述的环形橡胶管内固接有链条，所述的链条由前后端依次铰接的链片组成，所述的约束钢丝处在所述的链片构成的平面的延伸面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张立彬，钱少明，杨庆华，高峰，鲍官军，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]