专利名称：一种气动球关节的制作方法
技术领域：
本实用新型属于球关节，尤其是气动球关节，适用于设计制作多 指灵巧手的场合。(二) 背景技术关节的设计是机械手指设计制作中的一个关键技术，关节的灵敏 性和关节结构的复杂程度直接决定机械手指的结构和尺寸。传统的机 器人多指灵巧手多以电机或者液压作为驱动器，需要外加传动机构， 其主要缺点是结构尺寸大，不易于多指灵巧手的小型化，结构复杂，控制困难，影响实施效果。鉴于此，公开号为CN1570407A的发明专 利提出了一种气动柔性球关节，由端盖、封接头、橡胶管、紧固圈、 封接头、端盖所组成。该发明还存在的缺点是整个结构的刚性差， 由于橡胶管具有易变形的特点，当驱动器受到垂直于轴线方向的载荷 时，驱动器将朝该外载荷方向产生弯曲。(三) 发明内容为了解决现有的气动球关节刚性差、易弯曲变形的不足，本实用 新型提供了一种刚性更好，不易弯曲变形气动球关节。本实用新型采用如下的技术方案一种气动球关节，包括活动板、驱动器、固定座，所述的驱动器 有三个，其上端盖分别与活动板固接，下端盖分别与固定座固接，所 述驱动器的下端盖上开有充气的通孔，橡胶管的两端分别与上端盖、下端盖密封连接，其特征在于所述的驱动器的上端盖的外侧与刚性 的内衬套固接，内衬套套接在橡胶管外，内衬套可滑动地紧贴在橡胶 管外壁；所述的下端盖的外侧与刚性的外衬套固接，外衬套套接在内 衬套外，外衬套可滑动地紧贴在内衬套外壁。优选的，所述的三个驱动器在同一圆周上间隔120度排布。所述的三个驱动器的上端盖通过球销与活动板连接，所述球销的 球头装于所述活动板上的球孔内，球销的另一端与驱动器的上端盖螺 纹连接。所述的三个驱动器的下端盖与固定座螺纹连接。 所述的两端盖与橡胶管、上端盖与内衬套、下端盖与外衬套之间 采用强力胶粘接。本实用新型的工作原理为对单个驱动器而言，通过端盖上的通 孔把压縮气体充入到橡胶管内腔，在压縮气体压力的作用下，橡胶管 变形伸长，衬套为刚性不发生变形，在橡胶管伸长的同时外衬套与内 衬套相对反向滑动，通过设计外衬套的长度来保证橡胶管在拉伸后其 外表面仍能被衬套覆盖；若释放橡胶管内腔里的压縮气体，橡胶管逐渐恢复原状，同时外衬套与内衬套也相对縮进，由于内衬套自由端与 橡胶管之间通过一个外倾斜的锥度相互贴合，当橡胶管内腔气体释放 后，两个斜面逐渐接触、摩擦，有利于减缓接触瞬间内衬套与橡胶管 的冲击力，减少结构损坏，当橡胶管内腔气体压力与大气压力相等时， 驱动器恢复到原始状态，由于外衬套与内衬套的约束作用，运动过程 中，整个驱动器只有轴向伸縮，没有径向变形。对于整个气动球关节而言，通过控制通入三根橡胶管的高压气体的压力，则可使得三个驱 动器获得不同长度的伸长，从而使活动板发生倾斜，最终形成一个球关节。本实用新型有益效果主要表现在1、外衬套和内衬套的设计使得驱动器弹性好，刚度大，受到非轴向外载荷作用时，气动驱动器不会产生弯曲变形；2、橡胶管、端盖以及衬套通过粘接的方式实现连 接，密封性好；3、内衬套自由端与橡胶管之间通过一个外倾斜的锥 度相互贴合，有利于减缓在橡胶管内腔气体释放后，两斜面接触瞬间 内衬套与橡胶管之间的冲击力，从而减少结构损坏。(四)
图l是本实用新型一种气动球关节的驱动器的剖面图。 图2是本实用新型的三个驱动器的位置关系图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。一种气动球关节，包括活动板l、驱动器、固定座2，所述的驱 动器有三个，其上端盖3分别与活动板1固接，下端盖5分别与固定 座2固接，所述驱动器的下端盖5上开有充气的通孔，橡胶管6的两 端分别与上端盖3、下端盖5密封连接，其特征在于所述的驱动器 的上端盖3的外侧与刚性的内衬套7固接，内衬套7套接在橡胶管6 夕卜，内衬套7可滑动地紧贴在橡胶管6外壁；所述的下端盖5的外侧 与刚性的外衬套8固接，外衬套8套接在内衬套7外，外衬套8可滑 动地紧贴在内衬套7外壁。所述的三个驱动器在同一圆周上间隔120度排布。所述的三个驱动器的上端盖3通过球销4与活动板1连接，所述 球销4的球头装于所述活动板1上的球孔内，球销4的另一端与驱动 器的上端盖3螺纹连接。所述的三个驱动器的下端盖5与固定座2螺纹连接。所述的两端盖与橡胶管6、上端盖3与内衬套7、下端盖5与外 衬套8之间采用强力胶粘接。本实用新型的工作原理为对单个驱动器而言，通过端盖上的通 孔把压缩气体充入到橡胶管6内腔，在压縮气体压力的作用下，橡胶 管6变形伸长，衬套为刚性不发生变形，在橡胶管6伸长的同时外衬 套8与内衬套7相对反向滑动，通过设计外衬套8的长度来保证橡胶 管6在拉伸后其外表面仍能被衬套覆盖；若释放橡胶管6内腔里的压 縮气体，橡胶管6逐渐恢复原状，同时外衬套8与内衬套7也相对縮 进，由于内衬套7自由端与橡胶管6之间通过一个外倾斜的锥度相互 贴合，当橡胶管6内腔气体释放后，两个斜面逐渐接触、摩擦，有利 于减缓接触瞬间内衬套7与橡胶管6的冲击力，减少结构损坏，当橡 胶管6内腔气体压力与大气压力相等时，驱动器恢复到原始状态，由 于外衬套8与内衬套7的约束作用，运动过程中，整个驱动器只有轴 向伸縮，没有径向变形。对于整个气动球关节而言，通过控制通入三 根橡胶管6的高压气体的压力，则可使得三个驱动器获得不同长度的 伸长，从而使活动板l发生倾斜，最终形成一个球关节。
权利要求1. 一种气动球关节，包括活动板、驱动器、固定座，所述的驱动器有三个，其上端盖分别与活动板固接，下端盖分别与固定座固接，所述驱动器的下端盖上开有充气的通孔，橡胶管的两端分别与上端盖、下端盖密封连接，其特征在于所述的驱动器的上端盖的外侧与刚性的内衬套固接，内衬套套接在橡胶管外，内衬套可滑动地紧贴在橡胶管外壁；所述的下端盖的外侧与刚性的外衬套固接，外衬套套接在内衬套外，外衬套可滑动地紧贴在内衬套外壁。
2、 如权利要求1所述的一种气动球关节，其特征在于所述的三个驱动器在同一圆周上间隔120度排布。
3、 如权利要求1或2所述的一种气动球关节，其特征在于所述的三个驱动器的上端盖通过球销与活动板连接，所述球销的球头装 于所述活动板上的球孔内，球销的另一端与驱动器的上端盖螺纹连 接。
4、 如权利要求3所述的一种气动球关节，其特征在于所述的 三个驱动器的下端盖与固定座螺纹连接。
5、 如权利要求4所述的一种气动球关节，其特征在于所述的两端盖与橡胶管、上端盖与内衬套、下端盖与外衬套之间采用强力胶 粘接。
专利摘要一种气动球关节，包括活动板、驱动器、固定座，所述的驱动器有三个，其上端盖分别与活动板固接，下端盖分别与固定座固接，所述驱动器的下端盖上开有充气的通孔，橡胶管的两端分别与上端盖、下端盖密封连接，其特征在于所述的驱动器的上端盖的外侧与刚性的内衬套固接，内衬套套接在橡胶管外，内衬套可滑动地紧贴在橡胶管外壁；所述的下端盖的外侧与刚性的外衬套固接，外衬套套接在内衬套外，外衬套可滑动地紧贴在内衬套外壁。
文档编号B25J17/00GK201086293SQ200720111149
公开日2008年7月16日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者张立彬, 杨庆华, 钱少明, 峰 高, 鲍官军 申请人:浙江工业大学