一种电磁关节机械手的喂食病人方法

一种电磁关节机械手的喂食病人方法
【专利摘要】本发明一种电磁关节机械手的喂食病人方法涉及一种柔性机械手，特别是涉及一种用于抓取纸杯、喂食病人的机械手。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、操作简便、适应能力强、能够根据被抓物的大小进行微调、适应并补偿患者姿态的微小变化的电磁关节机械手。本发明电磁关节机械手包括电磁柔性关节(1)，所述柔性筒(34)底部与下板(2)固定，柔性筒(34)内腔自下到上依次设有电磁铁(31)、永磁铁(32)和顶杆(35)，所述电磁铁(31)固定在柔性筒(34)底部，所述永磁铁(32)以柔性筒(34)内腔为导轨，永磁铁(32)顶部与顶杆(35)底部固定，顶杆(35)顶部与上板(4)连接。
【专利说明】一种电磁关节机械手的喂食病人方法
[0001 ]本发明专利申请是分案申请。原案的专利号是201510092211.7，申请日是2015年3月2日，发明名称是电磁关节机械手及其喂食病人和控制方法。
技术领域
[0002]本发明涉及一种柔性机械手，特别是涉及一种用于抓取纸杯、喂食病人的机械手及其抓取、喂食、控制方法。
【背景技术】
[0003]在自动化机械代替逐步代替人的过程中，自动化机械以其环境适应能力强、不知疲倦、使用成本低等诸多优点，成为了未来科技的标志。然而，复杂的机械机构容易产生诸多故障，笨重的大型机械无法完成像人类一般细腻的操作。
[0004]自动化机械代替人的过程中，一直以来都在创造类似真人一样的柔性臂关节，来完成诸如抓鸡蛋、抓纸杯甚至抓取一次性发泡塑料餐盒并喂传染病人等细腻工作。传统柔性臂大多采用三组齿轮齿条驱动两个板子之间的平行或使其具有夹角，再将其进行串列组合，从而完成一个柔性臂的构建。
[0005]然而，齿轮齿条方式驱动过于死板。真人在抓东西时不光是抓紧力能满足抓起东西的要求，真人的的皮下脂肪也会针对被抓物进行握状的微调。所以在抓起纸杯过程中只能根据纸杯的固定形状设计出固定的握姿来抓起纸杯，固定握姿前后精度要求极高。齿轮齿条方式的柔性臂对于纸杯握姿无法进行微调。喂食病人时，病人吃饭的姿态并不固定，时常会发生细微的变化，如若喂食的机械手无法适应患者口中姿态的微小变化，很可能伤及患者，甚至危害患者生病。

【发明内容】

[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便、适应能力强、能够根据被抓物的大小进行微调、适应患者姿态的微小变化的电磁关节机械手及其抓取、喂食、控制方法。
[0007 ]本发明电磁关节机械手的喂食病人方法，包括机械手掌、机械手指、机械手臂和电磁柔性关节，所述手臂的一端与机架固定，手臂的另一端通过电磁柔性关节与手掌连接，手掌通过电磁柔性关节与手指连接，手指的每个关节都为电磁柔性关节；
[0008]所述电磁柔性关节包括下板、伸缩柱和上板，下板通过三根伸缩柱与上板连接，三根伸缩柱的轴线均与上板、下板周向的0°、120°、240°位置固定；
[0009]所述伸缩柱包括电磁铁、永磁铁、限位环、柔性筒和顶杆，所述柔性筒底部与下板固定，柔性筒内腔自下到上依次设有电磁铁、永磁铁和顶杆，所述电磁铁固定在柔性筒底部，所述永磁铁以柔性筒内腔为导轨，永磁铁顶部与顶杆底部固定，顶杆顶部与上板连接；
[0010]顶杆为丁晴橡胶制成；
[0011]限位环自柔性筒内腔的中部向顶部沿柔性筒轴线阵列多个，限位环厚度与限位环之间的间隔相等；
[0012]所述柔性筒内腔呈圆台状，柔性筒内腔的上内径小于下内径，永磁铁为圆柱状，永磁铁的外径小于柔性筒内腔的下内径，永磁铁的外径大于柔性筒内腔中部的内径；
[0013]所述顶杆顶部与上板通过弹簧连接；
[0014]所述顶杆为柔性杆，柔性筒内腔中部设有限位环，所述限位环内径与顶杆外径相同，限位环用于限位永磁铁并且对顶杆起导向作用；
[0015]所述柔性筒内竹节状嵌入多个磁屏蔽环，所述磁屏蔽环由80 %的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环的轴线与柔性筒的轴线重合，每个磁屏蔽环之间有间隔，磁屏蔽环之间的间隔小于磁屏蔽环高度的I/5，磁屏蔽环37的上端口和下端口均设有若干匝导线线圈，
[0016]还包括接触器充电供电控制装置、发电机和稳流装置，所述接触器充电供电控制装置包括第一触点、第二触点、第三触点、第四触点、第五触点、第六触点、第七触点、第八触点、第九触点、第十触点和第一蓄电池、第二蓄电池共同组成的蓄电池，所述稳流装置用于接收蓄电池忽高忽低的电压，并将其转化为稳定电压，从而对电磁柔性关节的控制器供应稳定电压，电磁柔性关节的控制器根据控制信号对每个伸缩柱上的电磁铁供电，磁屏蔽环其上、下端的导线线圈均与发电机并联；
[0017]所述第一触点与第一蓄电池的正极连接，第二触点与第一蓄电池的负极连接，第三触点与发电机的正极连接，第四触点与发电机的负极连接，第五触点与第二蓄电池的正极连接，第六触点与第二蓄电池的负极连接，第七触点与稳流装置的正极连接，第八触点与稳流装置的负极连接，第九触点与第一触点串联，第十触点与第二触点串联；
[0018]所述柔性筒由虾壳状排列的套筒构成，所述套筒包括底套和面限套；
[0019]所述柔性筒底部为底套，所述底套为圆台状，底套外径较大的圆周面用于固定下板，底套内固定电磁铁，底套上叠加套装多个面限套，底套的侧面与其上侧的面限套通过拉绳连接；
[0020]所述面限套为圆台状套筒，所述面限套上侧外径小于下侧外径，面限套设有轴向通孔，所述面限套底部开设有第三圆台孔，所述第三圆台孔与面限套的轴向通孔相贯通，第三圆台孔上侧的内径与面限套的轴向通孔的内径相同，面限套轴向截面中第一圆台孔的侧面线条与第一圆台套的侧面线条之间有夹角，所述夹角为Za;
[0021]所述面限套上沿轴线方向依次套装有多个面限套，下侧的面限套的圆台侧面与上侧的面限套的第三圆台孔的下沿通过拉绳连接，所述拉绳沿面限套的轴线周向均匀分布多个；
[0022]当两个面限套相互向相反方向拉伸时，上侧的面限套与下侧的面限套通过拉绳连接；
[0023]当两个面限套相互向相反方向拉绳并受径向力时，上侧的面限套底部第一圆台孔下沿上的一点与下侧的面限套或底套上部侧面上的一点相互支撑，所述相互支撑的一点的周向另一侧通过拉绳限位；
[0024]面限套(391)内同轴嵌入磁屏蔽环(37)，磁屏蔽环(37)由80%的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环(37)的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环(37)的轴线与柔性筒(34)的轴线重合，每个磁屏蔽环(37)之间有间隔，磁屏蔽环(37)之间的间隔小于磁屏蔽环(37)高度的I/ 5；
[0025]其包括如下步骤:
[0026]A、记录人体手部每个关节的最大弯曲幅度、力度和抓取姿态，
[0027]B、将多个电磁柔性关节串联起来构成仿真关节，下侧电磁柔性关节的上板与上侧电磁柔性关节的下板固定连接，并且参考人手相同位置处关节的最大幅度，调整电磁柔性关节的个数，
[0028]C、将机械手掌、机械手指、机械手臂用仿真关节连接，
[0029]D、记录人手喂食病人时，所有关节的运动状态和运动时间，并利用PLC控制电磁柔性关节构成的仿真关节，按照人手的关节的运动状态和运动时间喂食病人。
[0030]本发明电磁关节机械手，其中所述顶杆顶部与上板通过弹簧连接。
[0031 ]本发明电磁关节机械手，其中所述顶杆为柔性杆，柔性筒内腔中部设有限位环。所述限位环内径与顶杆外径相同，限位环用于限位永磁铁并且对顶杆起导向作用。
[0032]本发明电磁关节机械手，其中所述柔性筒内竹节状嵌入多个磁屏蔽环，所述磁屏蔽环由80%的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环的轴线与柔性筒的轴线重合，每个磁屏蔽环之间有间隔，磁屏蔽环之间的间隔小于磁屏蔽环高度的1/5，在磁屏蔽环37的上端口和下端口均设有若干匝导线线圈，还包括接触器充电供电控制装置、发电机和稳流装置，所述接触器充电供电控制装置包括第一触点、第二触点、第三触点、第四触点、第五触点、第六触点、第七触点、第八触点、第九触点、第十触点和第一蓄电池、第二蓄电池共同组成的蓄电池，所述稳流装置用于接收蓄电池忽高忽低的电压，并将其转化为稳定电压，从而对电磁柔性关节的控制器供应稳定电压，电磁柔性关节的控制器根据控制信号对每个伸缩柱上的电磁铁供电，磁屏蔽环其上、下端的导线线圈均与发电机并联;所述第一触点与第一蓄电池的正极连接，第二触点与第一蓄电池的负极连接，第三触点与发电机的正极连接，第四触点与发电机的负极连接，第五触点与第二蓄电池的正极连接，第六触点与第二蓄电池的负极连接，第七触点与稳流装置的正极连接，第八触点与稳流装置的负极连接，第九触点与第一触点串联，第十触点与第二触点串联。
[0033]本发明电磁关节机械手，其中所述柔性筒由虾壳状排列的套筒构成。所述套筒包括底套和点限套。所述柔性筒底部为底套。所述底套为圆台状，底套外径较大的圆周面用于固定下板，底套内固定电磁铁，底套上叠加套装多个点限套，底套的侧面与其上侧的点限套通过拉绳连接。所述点限套由自上到下包括第一圆台套和第二圆台套。所述第一圆台套上侧外径小于下侧外径，第二圆台套上侧外径大于下侧外径，第一圆台套下侧的外径与第二圆台套上侧的外径相同，第一圆台套底部与第二圆台套顶部固定，点限套设有轴向通孔。所述点限套底部开设有第一圆台孔。所述第一圆台孔与点限套的轴向通孔相贯通，第一圆台孔上侧的内径与点限套的轴向通孔的内径相同，点限套轴向截面中第一圆台孔的侧面线条与第一圆台套的侧面线条平行。所述点限套上沿轴线方向依次套装有多个点限套，下侧点限套的第一圆台套的侧面与上侧点限套的第二圆台套的下沿之间通过拉绳连接。所述拉绳沿点限套的轴线周向均匀分布多个。当两个点限套相互向相反方向拉伸时，上侧的点限套与下侧的点限套通过拉绳连接。当两个点限套相互向相反方向拉绳并受径向力时，上侧的点限套底部第一圆台孔下沿上的一点与下侧的点限套或底套上部侧面上的一点相互支撑。所述相互支撑的一点的周向另一侧通过拉绳限位。
[0034]本发明电磁关节机械手，其中所述柔性筒由虾壳状排列的套筒构成。所述套筒包括底套和面限套。所述柔性筒底部为底套。所述底套为圆台状，底套外径较大的圆周面用于固定下板，底套内固定电磁铁，底套上叠加套装多个面限套，底套的侧面与其上侧的面限套通过拉绳连接。所述面限套为圆台状套筒。所述面限套上侧外径小于下侧外径，面限套设有轴向通孔。所述面限套底部开设有第三圆台孔。所述第三圆台孔与面限套的轴向通孔相贯通，第三圆台孔上侧的内径与面限套的轴向通孔的内径相同，面限套轴向截面中第一圆台孔的侧面线条与第一圆台套的侧面线条之间有夹角。所述夹角为Za。所述面限套上沿轴线方向依次套装有多个面限套，下侧的面限套的圆台侧面与上侧的面限套的第三圆台孔的下沿通过拉绳连接。所述拉绳沿面限套的轴线周向均匀分布多个。
[0035]当两个面限套相互向相反方向拉伸时，上侧的面限套与下侧的面限套通过拉绳连接。当两个面限套相互向相反方向拉绳并受径向力时，上侧的面限套底部第一圆台孔下沿上的一点与下侧的面限套或底套上部侧面上的一点相互支撑。所述相互支撑的一点的周向另一侧通过拉绳限位。
[0036]本发明电磁关节机械手的抓取方法，包括如下步骤:
[0037]A、记录人体手部每个关节的弯曲幅度、力度和抓取姿态。
[0038]B、将多个电磁柔性关节串联起来构成仿真关节，下侧电磁柔性关节的上板与上侧电磁柔性关节的下板固定连接，并且参考人手相同位置处关节的幅度，调整电磁柔性关节的个数。
[0039]C、将机械手掌、机械手指、机械手臂用仿真关节连接。
[0040]本发明电磁关节机械手与现有技术不同之处在于本发明电磁关节机械手通过电磁柔性关节代替齿轮齿条驱动的机械关节对物体(诸如纸杯)进行抓取或对传染病人进行喂食，能够发挥电磁柔性关节与到细小误差时的可调性。在机械手抓取纸杯时，电磁柔性关节会模仿人手上的脂肪从而均摊掉纸杯向外的外扩力，成功抓取纸杯并且不破坏纸杯。在机械手喂食传染病人时，减少了医护人员被传染的可能性，并且在病人含住勺子闭嘴往下吞咽的时候，电磁柔性关节也会针对患者吞咽时的低头动作随病人向下运动，大大减少误伤病人的可能性。电磁柔性关节的三根伸缩柱按照下板周向的0°、120°、240°周向均匀分布，则可在伸缩柱伸缩时，改变上板与下板的夹角，从而使电磁柔性关节任意角度弯曲。其中伸缩柱利用电磁铁和永磁铁控制伸缩，则可利用磁铁在同极的排斥力驱动顶杆上下运动，实现伸缩杆的伸缩。并且圆台状内腔的柔性筒作为导轨可在永磁铁上升时，限制其最大位移。
[0041]本发明电磁关节机械手中若顶杆为硬质杆则可利用弹簧消除顶杆顶部与上板之间的弯曲力。
[0042]本发明电磁关节机械手中柔性顶杆则可自行消除顶杆顶部与上板之间的弯曲力。但是柔性杆在柔性筒内容易相互摩擦，或者产生偏移，则设置限位环对永磁铁进行限位，顺便对柔性顶杆起导向作用。
[0043]本发明电磁关节机械手中若需要伸缩杆有足够的伸长力，则势必要加强电磁铁的磁性。但是三个伸缩杆毕竟距离过近，相互干扰容易引起驱动混乱，则在柔性筒的筒壁上同轴间隔嵌入磁屏蔽环即可减少三个伸缩杆的相互干扰，并且Mumetal材料可以制作的只有
0.0508毫米厚的磁屏蔽薄片环，则其轻薄的性能不影响伸缩杆的弯曲程度，并为电磁柔性关节减重。磁屏蔽环之间的间隔大于磁屏蔽环高度1/5，则达不到良好的磁屏蔽效果。使用时，第一蓄电池、第二蓄电池的其中一个因磁屏蔽环之间的未被屏蔽的磁感线切割导线线圈，从而对其供电，另一个对伸缩柱的电磁铁放电，交替供电、放电即可一边工作一边充电，保护蓄电池寿命。
[0044]本发明电磁关节机械手中点限套相互接触为一个点与面的接触，其优势为转向灵活。
[0045]本发明电磁关节机械手中面限套相互接触为一条细长的弧面。其优势为保持姿态较为稳定。
[0046]本发明电磁关节机械手的抓取方法中模拟人类手的弯曲程度调节不同个数的电磁柔性关节串连，可最大限度仿照人手制造机械手，使其用途更为广泛。
[0047]下面结合附图对本发明的电磁关节机械手及其喂食和控制方法作进一步说明。
【附图说明】
[0048]图1是电磁关节机械手中电磁柔性关节的轴测图；
[0049]图2是图1所示电磁关节机械手中柔性关节的主视剖视图；
[0050]图3是实施例1中伸缩柱的主视剖视图；
[0051]图4是实施例1中底套和点限套未被拉伸的主视图；
[0052]图5是实施例1中底套和点限套被拉伸时的主视图；
[0053]图6是实施例1中底套和点限套受径向力的主视图；
[0054]图7是实施例2中伸缩柱的主视剖视图；
[0055]图8是实施例2中底套和面限套未被拉伸的主视图；
[0056]图9是实施例2中底套和面限套被拉伸时的主视图；
[0057]图10是实施例2中底套和面限套受径向力的主视图；
[0058]图11是实施例1中接触器充电供电装置的主视图。
【具体实施方式】
[0059]实施例1
[0060]如图1?6、11所示，本发明电磁关节机械手包括机械手掌、机械手指、机械手臂、电磁柔性关节I和电路控制部分。手臂的一端与机架固定。参见图1，手臂的另一端通过电磁柔性关节I与手掌连接，手掌通过电磁柔性关节I与手指连接，手指的每个关节都为电磁柔性关节I O
[0061]参见图1和图2，电磁柔性关节I包括下板2、伸缩柱3和上板4，下板2通过三根伸缩柱3与上板4连接，三根伸缩柱3的轴线均与上板4、下板2周向的0°、120°、240°位置固定。
[0062]参见图2和图3，伸缩柱3包括电磁铁31、永磁铁32、限位环33、柔性筒34和顶杆35。柔性筒34底部与下板2固定，柔性筒34内腔自下到上依次设有电磁铁31、永磁铁32和顶杆35。电磁铁31固定在柔性筒34底部。永磁铁32以柔性筒34内腔为导轨，永磁铁32顶部与顶杆35底部固定。顶杆35顶部与上板4通过弹簧36连接。顶杆35为丁晴橡胶制成。限位环33内径与顶杆35外径相同，限位环33用于限位永磁铁32并且对顶杆35起导向作用。限位环33自柔性筒34内腔的中部向顶部沿柔性筒34轴线阵列多个，限位环33厚度与限位环33之间的间隔相等。
[0063]参见图2和图3，柔性筒34内腔呈圆台状，柔性筒34内腔的上内径小于下内径，永磁铁32为圆柱状，永磁铁32的外径小于柔性筒34内腔的下内径，永磁铁32的外径大于柔性筒34内腔中部的内径。柔性筒34为丁晴橡胶制成。
[0064]参见图3?图6，柔性筒34由虾壳状排列的套筒构成。套筒包括底套38和点限套39。
[0065]参见图3?图6，柔性筒34底部为底套38。底套38为圆台状，底套38外径较大的圆周面用于固定下板2，底套38内固定电磁铁31，底套38上叠加套装多个点限套39，底套38的侧面与其上侧的点限套39通过拉绳41连接。
[0066]参见图3?图6，点限套39由自上到下包括第一圆台套和第二圆台套。第一圆台套上侧外径小于下侧外径，第二圆台套上侧外径大于下侧外径，第一圆台套下侧的外径与第二圆台套上侧的外径相同，第一圆台套底部与第二圆台套顶部固定，点限套39设有轴向通孔。点限套39底部开设有第一圆台孔。第一圆台孔与点限套39的轴向通孔相贯通，第一圆台孔上侧的内径与点限套39的轴向通孔的内径相同，点限套39轴向截面中第一圆台孔的侧面线条与第一圆台套的侧面线条平行。
[0067]参见图3?图6，点限套39上沿轴线方向依次套装有多个点限套39，下侧点限套39的第一圆台套的侧面与上侧点限套39的第二圆台套的下沿之间通过拉绳41连接。拉绳41沿点限套39的轴线周向均匀分布多个。
[0068]参见图2，点限套39内同轴嵌入磁屏蔽环37。磁屏蔽环37由80 %的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环37的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环37的轴线与柔性筒34的轴线重合，每个磁屏蔽环37之间有间隔，磁屏蔽环37之间的间隔小于磁屏蔽环37高度的1/5。在磁屏蔽环37的上端口和下端口均设有若干匝导线线圈，其上、下端的导线线圈均与发电机91并联。
[0069]参见图11，本发明的电路控制部分包括接触器充电供电控制装置、发电机91和稳流装置92，所述接触器充电供电控制装置包括第一触点951、第二触点952、第三触点953、第四触点954、第五触点955、第六触点956、第七触点957、第八触点958、第九触点959、第十触点950和第一蓄电池93、第二蓄电池94共同组成的蓄电池，所述稳流装置92用于接收蓄电池忽高忽低的电压，并将其转化为稳定电压，从而对电磁柔性关节I的控制器供应稳定电压。电磁柔性关节I的控制器根据控制信号对每个伸缩柱3上的电磁铁31供电。
[0070]所述第一触点951与第一蓄电池93的正极连接，第二触点952与第一蓄电池93的负极连接，第三触点953与发电机91的正极连接，第四触点954与发电机91的负极连接，第五触点955与第二蓄电池94的正极连接，第六触点956与第二蓄电池94的负极连接，第七触点957与稳流装置92的正极连接，第八触点958与稳流装置92的负极连接，第九触点959与第一触点951串联，第十触点950与第二触点952串联。
[0071]接触器充电供电装置的控制方法，包括如下步骤:
[0072]A、使第一触点951与第三触点953接触，第二触点952与第四触点954接触，第五触点955与第七触点957接触，第六触点956与第八触点958接触时，发电机91对第一蓄电池93充电，第二蓄电池94对稳流装置92供电；
[0073]B、使第三触点953与第五触点955接触，第四触点954与第六触点接触956，第七触点957与第九触点959接触，第八触点958与第十触点950接触时，发电机91对第二蓄电池94充电，第一蓄电池93对稳流装置92供电；
[0074]C、重复A?B。
[0075]使用时，第一蓄电池93、第二蓄电池94的其中一个因磁屏蔽环37之间的未被屏蔽的磁感线切割导线线圈，从而对其供电，另一个对伸缩柱3的电磁铁31放电，交替供电、放电即可一边工作一边充电，保护蓄电池寿命。
[0076]参见图5，当两个点限套39相互向相反方向拉伸时，上侧的点限套39与下侧的点限套39通过拉绳连接。
[0077]参见图6，当两个点限套39相互向相反方向拉绳并受径向力时，上侧的点限套39底部第一圆台孔下沿上的一点与下侧的点限套39或底套38上部侧面上的一点相互支撑。相互支撑的一点的周向另一侧通过拉绳41限位。
[0078]实施例2
[0079]本实施例2与实施例1的不同之处在于，如图2、图7、图8、图9、图10所示，参见图2，顶杆35为柔性杆，柔性筒34内腔中部设有限位环33。限位环33内径与顶杆35外径相同，限位环33用于限位永磁铁32并且对顶杆35起导向作用。
[0080]参见图7，柔性筒34由虾壳状排列的套筒构成。套筒包括底套38和面限套391。
[0081 ]参见图8，柔性筒34底部为底套38。底套38为圆台状，底套38外径较大的圆周面用于固定下板2，底套38内固定电磁铁31，底套38上叠加套装多个面限套391，底套38的侧面与其上侧的面限套391通过拉绳41连接。
[0082]参见图7和图8，面限套391为圆台状套筒。面限套391上侧外径小于下侧外径，面限套391设有轴向通孔。面限套391底部开设有第三圆台孔。第三圆台孔与面限套391的轴向通孔相贯通，第三圆台孔上侧的内径与面限套391的轴向通孔的内径相同，面限套391轴向截面中第一圆台孔的侧面线条与第一圆台套的侧面线条之间有夹角。夹角为Za。
[0083]参见图8，面限套391上沿轴线方向依次套装有多个面限套391，下侧的面限套391的圆台侧面与上侧的面限套391的第三圆台孔的下沿通过拉绳41连接。拉绳41沿面限套391的轴线周向均匀分布多个。
[0084]参见图2和图7，面限套391内同轴嵌入磁屏蔽环37。磁屏蔽环37由80%的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环37的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环37的轴线与柔性筒34的轴线重合，每个磁屏蔽环37之间有间隔，磁屏蔽环37之间的间隔小于磁屏蔽环37高度的1/5。
[0085]参见图9，当两个面限套391相互向相反方向拉伸时，上侧的面限套391与下侧的面限套391通过拉绳连接。
[0086]参见图10，当两个面限套391相互向相反方向拉绳并受径向力时，上侧的面限套391底部第一圆台孔下沿上的一点与下侧的面限套391或底套38上部侧面上的一点相互支撑。相互支撑的一点的周向另一侧通过拉绳41限位。
[0087]—种电磁关节机械手的抓取方法和喂食方法，包括如下步骤:
[0088]A、记录人体手部每个关节的最大弯曲幅度、力度和抓取姿态。
[0089]B、将多个电磁柔性关节I串联起来构成仿真关节，下侧电磁柔性关节I的上板4与上侧电磁柔性关节I的下板2固定连接，并且参考人手相同位置处关节的最大幅度，调整电磁柔性关节I的个数。
[0090]C、将机械手掌、机械手指、机械手臂用仿真关节连接。
[0091]D、记录人手喂食病人时，所有关节的运动状态和运动时间，并利用PLC控制电磁柔性关节I构成的仿真关节，按照人手的关节的运动状态和运动时间喂食病人。
[0092]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种电磁关节机械手的喂食病人方法，其特征在于:包括机械手掌、机械手指、机械手臂和电磁柔性关节(I)，所述手臂的一端与机架固定，手臂的另一端通过电磁柔性关节(I)与手掌连接，手掌通过电磁柔性关节(I)与手指连接，手指的每个关节都为电磁柔性关节⑴； 所述电磁柔性关节(I)包括下板(2)、伸缩柱(3)和上板(4)，下板(2)通过三根伸缩柱(3)与上板(4)连接，三根伸缩柱(3)的轴线均与上板(4)、下板(2)周向的0°、120°、240°位置固定； 所述伸缩柱(3)包括电磁铁(31)、永磁铁(32)、限位环(33)、柔性筒(34)和顶杆(35)，所述柔性筒(34)底部与下板(2)固定，柔性筒(34)内腔自下到上依次设有电磁铁(31)、永磁铁(32)和顶杆(35)，所述电磁铁(31)固定在柔性筒(34)底部，所述永磁铁(32)以柔性筒(34)内腔为导轨，永磁铁(32)顶部与顶杆(35)底部固定，顶杆(35)顶部与上板(4)连接； 顶杆(35)为丁晴橡胶制成； 限位环(33)自柔性筒(34)内腔的中部向顶部沿柔性筒(34)轴线阵列多个，限位环(33)厚度与限位环(33)之间的间隔相等； 所述柔性筒(34)内腔呈圆台状，柔性筒(34)内腔的上内径小于下内径，永磁铁(32)为圆柱状，永磁铁(32)的外径小于柔性筒(34)内腔的下内径，永磁铁(32)的外径大于柔性筒(34)内腔中部的内径； 所述顶杆(35)顶部与上板(4)通过弹簧(36)连接； 所述顶杆(35)为柔性杆，柔性筒(34)内腔中部设有限位环(33)，所述限位环(33)内径与顶杆(35)外径相同，限位环(33)用于限位永磁铁(32)并且对顶杆(35)起导向作用； 所述柔性筒(34)内竹节状嵌入多个磁屏蔽环(37)，所述磁屏蔽环(37)由80%的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环(37)的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环(37)的轴线与柔性筒(34)的轴线重合，每个磁屏蔽环(37)之间有间隔，磁屏蔽环(37)之间的间隔小于磁屏蔽环(37)高度的1/5，磁屏蔽环37的上端口和下端口均设有若干Bi导线线圈， 还包括接触器充电供电控制装置、发电机(91)和稳流装置(92)，所述接触器充电供电控制装置包括第一触点(951)、第二触点(952)、第三触点(953)、第四触点(954)、第五触点(955)、第六触点(956)、第七触点(957)、第八触点(958)、第九触点(959)、第十触点(950)和第一蓄电池(93)、第二蓄电池(94)共同组成的蓄电池，所述稳流装置(92)用于接收蓄电池忽高忽低的电压，并将其转化为稳定电压，从而对电磁柔性关节(I)的控制器供应稳定电压，电磁柔性关节(I)的控制器根据控制信号对每个伸缩柱(3)上的电磁铁(31)供电，磁屏蔽环(37)其上、下端的导线线圈均与发电机(91)并联； 所述第一触点(951)与第一蓄电池(93)的正极连接，第二触点(952)与第一蓄电池(93)的负极连接，第三触点(953)与发电机(91)的正极连接，第四触点(954)与发电机(91)的负极连接，第五触点(955)与第二蓄电池(94)的正极连接，第六触点(956)与第二蓄电池(94)的负极连接，第七触点(957)与稳流装置(92)的正极连接，第八触点(958)与稳流装置(92)的负极连接，第九触点(959)与第一触点(951)串联，第十触点(950)与第二触点(952)串联；所述柔性筒(34)由虾壳状排列的套筒构成，所述套筒包括底套(38)和面限套(391);所述柔性筒(34)底部为底套(38)，所述底套(38)为圆台状，底套(38)外径较大的圆周面用于固定下板(2)，底套(38)内固定电磁铁(31)，底套(38)上叠加套装多个面限套(391)，底套(38)的侧面与其上侧的面限套(391)通过拉绳(4)连接； 所述面限套(391)为圆台状套筒，所述面限套(391)上侧外径小于下侧外径，面限套(391)设有轴向通孔，所述面限套(391)底部开设有第三圆台孔，所述第三圆台孔与面限套(391)的轴向通孔相贯通，第三圆台孔上侧的内径与面限套(391)的轴向通孔的内径相同，面限套(391)轴向截面中第一圆台孔的侧面线条与第一圆台套的侧面线条之间有夹角，所述夹角为Za; 所述面限套(391)上沿轴线方向依次套装有多个面限套(391)，下侧的面限套(391)的圆台侧面与上侧的面限套(391)的第三圆台孔的下沿通过拉绳(4)连接，所述拉绳(4)沿面限套(391)的轴线周向均匀分布多个； 当两个面限套(391)相互向相反方向拉伸时，上侧的面限套(391)与下侧的面限套(391)通过拉绳连接； 当两个面限套(391)相互向相反方向拉绳并受径向力时，上侧的面限套(391)底部第一圆台孔下沿上的一点与下侧的面限套(391)或底套(38)上部侧面上的一点相互支撑，所述相互支撑的一点的周向另一侧通过拉绳(4)限位； 面限套(391)内同轴嵌入磁屏蔽环(37)，磁屏蔽环(37)由80%的镍合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环(37)的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环(37)的轴线与柔性筒(34)的轴线重合，每个磁屏蔽环(37)之间有间隔，磁屏蔽环(37)之间的间隔小于磁屏蔽环(37)高度的1/5; 其包括如下步骤: A、记录人体手部每个关节的最大弯曲幅度、力度和抓取姿态， B、将多个电磁柔性关节(I)串联起来构成仿真关节，下侧电磁柔性关节(I)的上板(4)与上侧电磁柔性关节(I)的下板(2)固定连接，并且参考人手相同位置处关节的最大幅度，调整电磁柔性关节(I)的个数， C、将机械手掌、机械手指、机械手臂用仿真关节连接， D、记录人手喂食病人时，所有关节的运动状态和运动时间，并利用PLC控制电磁柔性关节(I)构成的仿真关节，按照人手的关节的运动状态和运动时间喂食病人。
【文档编号】B25J19/00GK105856224SQ201610476390
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年3月2日
【发明人】李秀荣
【申请人】李秀荣