专利名称：一种气动柔性人工手指的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及人工手指，尤其涉及基于气动技术的柔性人工手指，适用于机器人多指灵巧手的设计。
背景技术：
机器人灵巧手的设计是机器人设计中的主要内容，也是最关键的难点，机器人灵巧手的性能直接决定了机器人的性能。在本实用新型做出之前，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，外形庞大，结构复杂，柔顺性能差，不能主动适应目标的外形，容易对抓取目标造成损伤，影响实施效果。
也有人提出气动柔性关节，如申请号为200410017444.2的中国发明专利提供了一种气动柔性弯曲关节，由橡胶管、嵌套在橡胶管管壁中的螺旋金属丝和端盖组成，在其中一个端盖上开设有与大气相通的通孔，在橡胶管的一侧管壁中还安装有约束钢丝，约束钢丝和螺旋金属丝的每一匝缠绕。但是一个单一的关节只具有一个自由度，工作范围狭窄，只能完成简单的动作、抓取较小的目标物，而无法完成更加复杂的动作。
发明内容为了克服现有技术中气动人工手指自由度少、工作范围狭窄、只能完成简单动作的不足，本实用新型提供一种多自由度、工作范围广、能完成更加复杂动作的气动柔性人工手指。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种气动柔性人工手指，包括刚体、橡胶管和安装在所述橡胶管的一侧管壁中的约束钢丝，所述的橡胶管两端分别与所述的刚体密封连接，所述的橡胶管及刚体有多个，橡胶管与刚体依次交错排列，每个橡胶管的约束钢丝位于同一侧，每个橡胶管与刚体所构成的密封空间构成工作腔室，所述的工作腔室分别与一通气管相通，所述的通气管依次穿过各个刚体而与各自的工作腔室相连。
进一步，所述橡胶管的管壁中还嵌套有螺旋金属丝，所述的约束钢丝与所述螺旋金属丝的每一匝缠绕。
更进一步，所述的橡胶管有三个。
本实用新型所述的气动柔性人工手指的有益效果主要表现在可以根据需要设计出多自由度的气动人工手指，由于具有多个自由度，可以完成更加复杂的动作，基于气动技术设计，采用橡胶管作为执行件，柔顺性能高，对目标物的适应能力更强。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一参照图1，本实施例为三自由度气动柔性人工手指，具有四个刚体1和三个橡胶管2，橡胶管2和刚体1依次交错排列，橡胶管2的两端通过强力胶与刚体1密封连接。橡胶管2的一侧管壁中设有约束钢丝3，且每个橡胶管2中的约束钢丝3都位于同一侧，约束钢丝可通过螺钉固定在刚体上。每个橡胶管2与刚体1所构成的密封空间构成工作腔室4，每个工作腔室4都有一根通气管5与其相通，通气管5是这样设置的从端部的刚体开始依次穿过各个刚体到达各自的工作腔室，因此，从端部的刚体开始起，各个刚体上依次需要开设三个、两个、一个孔供通气管5通过，另一端部的刚体不需要开设孔。
本实用新型的工作原理是通过通气管5把压缩气体通入各个工作腔室4中，橡胶管2的弹性管壁就要轴向伸长，由于约束钢丝3的作用，具有约束钢丝3的一侧伸长的速度和幅度均小于未设置约束钢丝的一侧，其结果是整个橡胶管2向具有约束钢丝3的一侧弯曲。控制通入各个工作腔室4的气体压力，就可以使得整个手指产生不同程度的运动弯曲，释放工作腔室4内的高压气体，由于橡胶的回复弹性，整个手指恢复原始状态。
实施例二参照图1，在橡胶管2的管壁中还嵌套有螺旋金属丝6，所述的约束钢丝3与所述螺旋金属丝6的每一匝缠绕。当向工作腔室4中通入压缩气体时，螺旋金属丝6可以限制橡胶管管壁的径向膨胀，避免手指的径向变形。其余结构和实施方式与实施例一相同。
实施例三本实施例为二自由度气动柔性人工手指，具有三个刚体和两个橡胶管，橡胶管和刚体依次交错排列，橡胶管的两端通过强力胶与刚体密封连接。橡胶管的一侧管壁中设有约束钢丝，且每个橡胶管中的约束钢丝都位于同一侧。每个橡胶管与刚体所构成的密封空间构成工作腔室，每个工作腔室都有一根通气管与其相通，通气管是这样设置的从端部的刚体开始依次穿过各个刚体到达各自的工作腔室，因此，因此，从端部的刚体开始起，各个刚体上依次需要开设两个、一个孔供通气管通过，另一端部的刚体不需要开设孔。
实施例四本实施例为四自由度气动柔性人工手指，具有五个刚体和四个橡胶管，橡胶管和刚体依次交错排列，橡胶管的两端通过强力胶与刚体密封连接。橡胶管的一侧管壁中设有约束钢丝，且每个橡胶管中的约束钢丝都位于同一侧，在橡胶管的管壁中还嵌套有螺旋金属丝，所述的约束钢丝与所述螺旋金属丝的每一匝缠绕。每个橡胶管与刚体所构成的密封空间构成工作腔室，每个工作腔室都有一根通气管与其相通，通气管是这样设置的从端部的刚体开始依次穿过各个刚体到达各自的工作腔室，因此，因此，从端部的刚体开始起，各个刚体上依次需要开设四个、三个、两个、一个孔供通气管通过，另一端部的刚体不需要开设孔。
权利要求1.一种气动柔性人工手指，包括刚体、橡胶管和安装在所述橡胶管的一侧管壁中的约束钢丝，所述的橡胶管两端分别与所述的刚体密封连接，其特征在于所述的橡胶管及刚体有多个，所述的橡胶管与刚体依次交错排列，橡胶管中的约束钢丝位于同一侧，每个橡胶管与刚体所构成的密封空间构成工作腔室，所述的工作腔室分别与一通气管相通，所述的通气管依次穿过各个刚体而与各自的工作腔室相连。
2.如权利要求1所述的气动柔性人工手指，其特征在于所述橡胶管的管壁中还嵌套有螺旋金属丝，所述的约束钢丝与所述螺旋金属丝的每一匝缠绕。
3.如权利要求1或2所述的气动柔性人工手指，其特征在于所述的橡胶管有三个。
专利摘要一种气动柔性人工手指，包括刚体、橡胶管和安装在所述橡胶管的一侧管壁中的约束钢丝，所述的橡胶管两端分别与所述的刚体密封连接，其特征在于所述的橡胶管及刚体有多个，所述的橡胶管与刚体依次交错排列，橡胶管中的约束钢丝位于同一侧，每个橡胶管与刚体所构成的密封空间构成工作腔室，所述的工作腔室分别与一通气管相通，所述的通气管依次穿过各个刚体而与各自的工作腔室相连。由于具有多个自由度，可以完成更加复杂的动作，基于气动技术设计，采用橡胶管作为执行件，柔顺性能高，对目标物的适应能力更强。
文档编号B25J15/12GK2774718SQ20052010074
公开日2006年4月26日 申请日期2005年3月2日 优先权日2005年3月2日
发明者张立彬, 杨庆华, 鲍官军, 阮健 申请人:浙江工业大学