一种气动三指软体机械手的制作方法

本实用新型涉及软体机械手领域，特别涉及一种气动三指软体机械手。

背景技术：

随着人类生活、科学技术的不断发展,机器人已广泛应用于社会的各个领域，特别是在人类不宜涉足的极端和危险的工程环境中，机器人为人类提供了很大的便利，传统的刚性机器人结构通常由电机、关节、铰链等构件组装而成，尽管动力足、功率大、性能稳定，但由于大多的机器结构的刚性使其使用环境以及用途都大大受限，比如军事侦察时出于隐蔽性考虑希望侦察机器人能穿过墙缝、门缝等尺寸小的，形状复杂的地方。

而自然界生物柔软的身体、优良的灵活性和强大的环境适应性为机器人的发展提供了新思路，软体机器人是仿生机器人研究的延续，模仿自然界中的软体动物，具有无限多自由度和连续变形能力，可在大范围内任意改变自身形状和尺寸。由于其出色的灵活性和适应性，在军事、探测、医疗等领域具有广泛的应用前景，而在生产的流水线上，需要抓取的东西也越来越多，但应用较广的机械手大都是刚性的，只能抓持刚度较大的物品，而对于易碎、小巧的物品却束手无策，而且现有的软体机械手在抓持物品的平稳性和准确性上也不是十分的理想，而且局限其本身的结构性能，所以没有得到推广。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本实用新型提供了一种气动三指软体机械手，解决了传统机械手不能平稳准确的抓持易碎小巧物品的问题。

本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种气动三指软体机械手，包括指形单元体、位移传感器、充气系统、控制器和充气支架；所述充气支架上至少均布3个指形单元体；所述指形单元体内部与充气支架的气孔连通；充气系统与充气支架的进气口连通，用于通过气孔对指形单元体充气；所述指形单元体的一侧为波纹状结构，所述指形单元体的其他一侧嵌入所述位移传感器；所述控制器的输入端与位移传感器连接，控制器的输出端与充气系统连接。

进一步，所述指形单元体材料为硅胶体。

进一步，所述指形单元体数量为3个，所述充气支架由3个呈120°均匀分布并相连的平板构成，所述充气支架中心上部有进气口，3个平板内部均有通气管路，每个所述通气管路的一端与进气口相连通，所述通气管路另一端与指形单元体内部连通。

进一步，所述位移传感器为薄膜位移传感器。

进一步，所述指形单元体波纹状结构朝向所述充气支架外侧，通过充气使指形单元体向所述充气支架中心弯曲。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型所述的气动三指软体机械手，指形单元体无任何硬质零件与结构，完全由软材料构成，整体柔韧性很好，材料成本低，制造周期短，可批量生产。

2.本实用新型所述的气动三指软体机械手，可通过调节气压更加平稳的控制夹持轻巧易碎的东西的力度。

3.本实用新型所述的气动三指软体机械手，通过位移传感器对物体位移的检测，随时调整气压，使得能够平稳准确的抓持物体。

附图说明

图1为本实用新型所述的气动三指软体机械手示意图。

图2为本实用新型所述的气动三指软体机械手三维图。

图中：

1-充气系统；2-进气口；3-充气支架；4-第一指形单元体；5-第一位移传感器；6-第二指形单元体；7-第二位移传感器；8-第三位移传感器；9-第三指形单元体；10-控制器。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图1和图2所示，本实用新型所述的气动三指软体机械手，包括指形单元体、位移传感器、充气系统1、控制器10和充气支架3；所述充气支架3上至少均布3个指形单元体；图中为3个指形单元体，分别为第一指形单元体4，第二指形单元体6和第三指形单元体9；所述第一指形单元体4，第二指形单元体6和第三指形单元体9内部与充气支架3的气孔连通；充气系统1与充气支架3的进气口2连通，用于通过气孔对指形单元体充气；所述充气支架3由3个呈120°均匀分布并相连的平板构成，所述充气支架3中心上部有进气口2，3个平板内部均有通气管路，每个所述通气管路的一端与进气口2相连通，所述通气管路另一端与指形单元体内部连通。

所述指形单元体的一侧为波纹状结构，波纹状结构类似于锯齿状或者方波结构。所述指形单元体波纹状结构朝向所述充气支架3外侧，通过充气使指形单元体向所述充气支架3中心弯曲。所述指形单元体的其他一侧嵌入所述位移传感器；即第一指形单元体4嵌入第一位移传感器5，第二指形单元体6嵌入第二位移传感器7，和第三指形单元体9嵌入第三位移传感器8；所述控制器10的输入端与第一位移传感器5、第二位移传感器7和第三位移传感器8连接，控制器10的输出端与充气系统1连接。所述第一位移传感器5、第二位移传感器7和第三位移传感器8均为薄膜位移传感器。

所述第一指形单元体4，第二指形单元体6和第三指形单元体9均是以Ecoflex 0050型超软硅胶为材料，经过加料、塑化、注塑、凝固和脱模过程一体化成型完成，一侧为平面结构，另一侧为波纹状结构，其内部设有与外部形状相对应的空腔，壁厚为5mm。

充气支架3和指形单元体可以通过3D打印技术制作，通过UG建模，然后用3D打印技术打印出三个指形单元体的模具，通过硅胶1:1混合注塑，并且将位移传感器嵌入其中，一定时间后脱模，用相同的方法制作其余两个指形单元体，保证大小、尺寸、结构尽量相同；将三个指形单元体与充气支架装配，装配处距离充气支架3中心50mm，用密封胶黏住连接处；将进气口2与充气系统1连接；

工作过程：

控制器10的输出端与充气系统1相连接，控制器10的输入端分别与第一位移传感器5、第二位移传感器7和第三位移传感器8连接，控制器10内预先设置压力设定值，充气系统1给第一指形单元体4，第二指形单元体6和第三指形单元体9充气，由于所述指形单元体波纹状结构朝向所述充气支架3外侧，通过充气使指形单元体向所述充气支架3中心弯曲，这是由于波纹侧的形变大于平面侧，从而使的三个指形单元体同时相向抱合，第一位移传感器5、第二位移传感器7和第三位移传感器8检测到直线位移信号输出到控制器10；控制器10再次输出信号到充气系统1以增加气压，直至位移传感器检测出物体没有位移信号为止；若没有位移信号，则维持初始气压不变。

所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。