一种多稳态柔性夹持机构的制作方法

本发明涉及柔性机构学技术领域，属于精密控制下的微动夹持机构，在驱动力的作用下，将一个移动转化为末端操作器三个夹持环的开合转动。

背景技术：

柔性机构通过自身部分或全部构件的弹性变形来实现机构运动。相对传统刚性机构，省去了连接铰链，因此也就减少了实现某一特定运动的构件数目，省去了很多的装配环节，使机构变得简单、可靠；并且因为无缝连接，没有了摩擦、省去了润滑油的使用，使机构精度高，寿命长，工作环境干净卫生。因此柔性机构的研究和应用得到学术界和工业领域的广泛关注。

在日常生活，微动组装工业，医疗手术等领域对于可以实现小距离，柔顺，多工况的机械夹持、锁紧装置有广泛需求。本设计基于柔顺机构设计理念，针对以上领域对夹持、锁紧功能要求的特点，采用多稳态的设计方法，创新设计出一种可满足上述工况需求的柔顺多稳态机构，其还具有生产成本低，驱动方式简易，使用替换性强，结构可靠的有点。可有效解决生产生活中微动夹持，锁紧的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是利用柔性机构的弹性变形实现将滑块的移动转化为夹持机构开合的功能，通过巧妙的构件配合设计，使得滑块在不同的位置具有多个稳态，从而使得夹持机构具有夹持不同大小物体的适应能力。具有多稳态、结构简单、制造成本低、用途广泛、实用性强等优点。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种多稳态柔性夹持机构，该夹持机构包括：上盖，滑块，夹持机构。

上盖与夹持机构的连接：夹持机构的三个柔性薄片顶端与上盖的相应插槽配合连接。

滑块与夹持机构的连接：滑块中央均布的三个长方形滑孔分别与夹持机构的三个柔性薄片配合连接，滑块一侧伸出的柔性薄片的末端楔形头与夹持机构的竖向滑槽以及滑槽中均布的几个楔形槽配合。

本机构通过上盖、滑块和夹持机构的配合使用构成：实现将滑块的移动转化为夹持机构的开合的功能。本发明的柔性夹持机构的三个柔性薄片设计为周向均布设置，纵向从上至下围成的周向直径逐渐加大的形式。

在本机构中，驱动方式选用手动或者电机驱动，驱动位置在滑块下端杆处；夹持机构的夹持环作为末端执行器，滑块下滑时，夹持机构的三个柔性薄片在滑块孔的约束下逐渐收紧，夹持环在相应柔性薄片的约束下随之向内收紧，滑块到达不同的稳态位置，夹持机构实现夹持不同大小物体的能力。

本发明和已有技术相比所具有的有益效果：

本发明提出的柔性夹持机构不同于已有的主要通过刚性构件连接实现功能的技术，仅通过几个柔性薄片的变形，便将一个驱动作用下的滑块的移动转化为夹持机构三个柔性薄片的开合运动，具有结构简单、制造成本低、用途广泛、实用性强等优点。

附图说明

图1一种多稳态柔性夹持机构；

图2上盖示意图；

图3滑块示意图；

图4夹持机构示意图；

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步说明。

一种多稳态柔性夹持机构，该机构包括：上盖1，滑块2，夹持机构3。

上盖1与夹持机构3的连接：夹持机构的三个柔性薄片顶端凸出部分3-1与上盖的相应插槽1-1配合连接。

滑块2与夹持机构3的连接：滑块中央均布的三个长方形滑孔2-1分别与夹持机构的三个柔性薄片3-1配合连接，滑块一侧伸出的柔性薄片的末端楔形头2-2与夹持机构的竖向滑槽以及滑槽中均布的几个楔形槽3-2配合。

本机构通过上盖1、滑块2和夹持机构3的配合使用构成：实现将滑块1的移动转化为夹持机构3的开合的功能。

在本机构中，驱动方式选用手动2-3或者电机驱动，驱动位置在滑块下端杆2-3处；夹持机构的夹持环3-3作为末端执行器，滑块2下滑时，夹持机构3的三个柔性薄片3-1在滑块孔2-1的约束下逐渐收紧，夹持环3-3在相应柔性薄片3-1的约束下随之向内收紧，滑块2到达不同的稳态位置，夹持机构3实现夹持不同大小物体的能力。

本发明和已有技术相比所具有的有益效果：

本发明提出的柔性夹持机构不同于已有的主要通过刚性构件连接实现功能的技术，仅通过几个柔性薄片的变形，便将一个驱动作用下的滑块的移动转化为夹持机构三个柔性薄片的开合运动，具有结构简单、制造成本低、用途广泛、实用性强等优点。

技术特征：

技术总结
一种多稳态柔性夹持机构，涉及柔性机构学技术领域，解决的技术问题是利用柔性机构的弹性变形实现将滑块的移动转化为夹持机构的开合的功能，并且通过设计使该机构具有多个稳态，适应不同大小的夹持物体。与现有技术相比，具有结构简单、制造成本低、用途广泛、实用性强等优点。该机构包括：上盖、滑块和夹持机构。驱动方式可根据不同的使用场合选电机驱动或者手动驱动。在驱动力作用下，滑块下滑时，夹持机构的三个柔性薄片在滑块孔的约束下逐渐收紧，夹持环在相应柔性薄片的约束下随之向内收紧，滑块到达不同的稳态位置，夹持机构实现夹持不同大小物体的能力。滑块上滑时，夹持机构实现张开夹持环放开所夹持物体的功能。

技术研发人员：史康;曲海波;胡榄庆;郭盛
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：2017.12.25
技术公布日：2018.04.20