一种软体仿生机器人手指成型模具的制作方法

本发明涉及机器人制造技术领域，具体涉及一种软体仿生机器人手指成型模具。

背景技术：

软体机器人是一种新型的机器人，是机器人研究的拓展。软体机器人具有良好的灵活性、环境适应性，在工业生产、医疗服务、军事探测等方面具有广阔的应用前景，软体机器人已经成为了机器人领域的研究热点。软体机器人手指是实现机器人与外界环境安全交互的重要因素。

如图1所示的软体机器人手指是用在机器人末端执行器上的软体手指，包括笋型壁面61、平行筋板62和梳型齿63，该结构在笋型壁面61上承受外部载荷的情况下，能够产生弯曲包络变形，从而实现机器人对物体的抓持。由于内部多组平行筋板62和梳型齿63的存在，手指与手指成型模具接触面较大，手指从成型模具分离过程中将承受较大的脱模力，从而导致良品率较低。

目前，软体机器人手指成型制造技术研究仍处于初步阶段，现有软体手指成型制造技术存在成型效率低、脱模困难等问题。因此，研究一种高效、紧凑、易脱模的软体手指模具成型技术具有重要意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：为了提高该软体机器人手指良品率，本发明提供一种软体仿生机器人手指成型模具，采用分体式模具成型，具有多向可分离、显著降低软体手指脱模力的特点。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种软体仿生机器人手指成型模具，所述手指包括笋型壁面、平行筋板和，笋型壁面呈a字形，且笋型壁面之间设有多组平行筋板，末端的平行筋板侧面上设有若干平行的梳型齿，所述模具包括雪花型腔、笋型型腔、梳型型腔和预紧结构，其中，

雪花型腔包括多组的沿周向分布的锥形扇区，每一锥形扇区包含2个型腔臂；优选锥形扇区均匀分布，相邻锥形扇区的圆心角相同。

笋型型腔包括笋型基板和梯形立柱，所述梯形立柱设置在笋型基板的上表面，数量和形状与笋型壁面和平行筋板围成的腔体匹配，所述笋型基板外缘的侧面设有与梳型型腔匹配的梳型定位部。

梳型型腔包括梳型面结构和预紧凹槽，所述预紧凹槽设置在梳型型腔的外侧，且预紧凹槽沿弧形延伸，所述梳型面结构设置在背向预紧凹槽的一侧，梳型面结构的端面上还设有向手指型腔内突出的定位柱。

模具分为固定模与分离膜两大部分，其中，雪花型腔为固定模，笋型型腔和梳型型腔为分离膜。

使用时，笋型型腔与梳型型腔嵌入雪花型腔锥形扇区，雪花型腔、笋型型腔和梳型型腔共同构成一完整手指型腔，且通过预紧结构预紧。

为了避免笋型型腔与梳型型腔从雪花型腔内脱出，保证三者之间的定位精度，本发明在雪花型腔上增设了预紧功能，预紧功能可以采用多种方式实现，以下给出两种方案进行说明。

方案一：预紧结构包括弹性锁紧件以及对称设置在雪花型腔的锥形扇区两侧外端的突出耳，所述弹性锁紧件两端分别与两侧的突出耳连接，用于笋型型腔与梳型型腔嵌入雪花型腔后的预紧。

优选的，所述弹性锁紧件可以采用拉伸弹簧或弹性皮筋，拉伸弹簧或弹性皮筋两端分别固定在锥形扇区两侧外端的突出耳上。

方案二：预紧结构由雪花型腔的自身构成，所述雪花型腔处于自由状态时，其锥形扇区末端的开口尺寸略小于梳型型腔的外形尺寸，当笋型型腔与梳型型腔嵌入雪花型腔后，通过锥形扇区末端的张力预紧。

进一步，所述锥形扇区端部设有向锥形扇区内侧突出的凸起。凸起挡住梳型型腔，可进一步避免其从锥形扇区内脱出。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种软体仿生机器人手指成型模具，与现有技术相比，本发明能够同时成型多组软体机器人手指，具有较高的成型制造效率。同时，手指外形尺寸、力学性能具有较好的一致性。由于模具的分离技术，能够大大降低软体手指脱模难度，以保证软体手指表面美观。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明涉及的a型软体仿生机器人手指的结构示意图。

图2是本发明软体仿生机器人手指成型模具的结构示意图。

图3是本发明软体仿生机器人手指成型模具的分解结构示意图。

图4是雪花型腔的结构示意图。

图5是笋型型腔的结构示意图。

图6是梳型型腔的结构示意图。

图7是梳型型腔的结构示意图。

图8是软体手指以及制作流程示意图。

图中：1、雪花型腔，11、锥形扇区，12、型腔臂，13、突出耳；2、笋型型腔，21、笋型基板，22、梯形立柱，23、梳型定位部；3、梳型型腔，31、梳型面结构，32、预紧凹槽，33、定位柱；4、手指型腔；5、拉伸弹簧；6、手指，61、笋型壁面，62、平行筋板，63、梳型齿。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一：

如图2和图3所示，本发明的一种软体仿生机器人手指成型模具，所述模具包括雪花型腔1、笋型型腔2、梳型型腔3和预紧结构，其中，

如图4所示，雪花型腔1包括多组沿圆周方向设置的锥形扇区11，本实施例中雪花型腔1包含8个锥形扇区11，每一锥形扇区11内均可嵌入一可分离笋型型腔2与梳型型腔3，每个锥形扇区11由两个型腔臂12组成，且靠近中心一侧的两型腔臂12的内侧面呈“v”字型，靠近外缘的两型腔臂12内侧面平行呈“||”型；每个型腔臂12端部背向“||”型平行侧面的一侧设有用于挂接拉伸弹簧5的突出耳13。

如图5所示，笋型型腔2用于成型手指6的平行筋板62，包括笋型基板21和梯形立柱22，所述梯形立柱22设置在笋型基板21的上表面，数量和形状与笋型壁面61和平行筋板62围成的腔体匹配，所述笋型基板21外缘的侧面设有与梳型型腔3匹配的梳型定位部23。

如图6和图7所示，梳型型腔3用于成型手指6的梳型齿63，包括梳型面结构31和预紧凹槽32，所述预紧凹槽32设置在梳型型腔3的外侧，且预紧凹槽32沿弧形延伸，所述梳型面结构31设置在背向预紧凹槽32的一侧，梳型面结构31的端面上还设有向手指型腔4内突出的定位柱33。

使用时，笋型型腔2与梳型型腔3嵌入雪花型腔1锥形扇区11，梳型型腔3的梳型面结构31靠近笋型基板21的一侧插入梳型定位部23内，用于固定笋型型腔2与梳型型腔3之间的位置；雪花型腔1、笋型型腔2和梳型型腔3共同构成一完整手指型腔4，且通过预紧结构预紧。

为了避免笋型型腔2与梳型型腔3从雪花型腔1内脱出，保证三者之间的定位精度，本发明在雪花型腔1上增设了预紧结构，本实施例中预紧结构包括弹性锁紧件(图中仅示出一组)以及对称设置在雪花型腔1的锥形扇区11两侧外端的突出耳13，所述弹性锁紧件两端分别与两侧的突出耳13连接，用于笋型型腔2与梳型型腔3嵌入雪花型腔1后的预紧。本实施例中优选弹性锁紧件采用拉伸弹簧5，拉伸弹簧5两端分别挂在锥形扇区11两侧外端的突出耳13上。

实施例二：

本实施例与实施例一的不同之处在于实现预紧功能的预紧结构不同，本实施例中预紧结构由雪花型腔1的自身构成，所述雪花型腔1处于自由状态时，其锥形扇区11末端的开口尺寸略小于梳型型腔3的外形尺寸，当笋型型腔2与梳型型腔3嵌入雪花型腔1后，通过锥形扇区11末端的张力预紧。所述锥形扇区11端部设有向锥形扇区11内侧突出的凸起。凸起挡住梳型型腔3，可进一步避免其从锥形扇区11内脱出。

如图8所示，当笋型型腔2与梳型型腔3嵌入雪花型腔1锥形扇区11后，雪花型腔1、笋型型腔2、梳型型腔3将共同构成一完整手指型腔4。通过拉伸弹簧5对雪花型腔1锥形扇区11突出耳13预紧，实现雪花型腔1、笋型型腔2、梳型型腔3三者的预紧连接。

在每一完整手指型腔4中，浇筑软体手指6成型原液。原液固化后，将雪花型腔1、笋型型腔2、梳型型腔3三者分离，便可得到八组软体机器人手指6。采用该组合模具，每次能够成型得到八个软体机器人手指6，从而达到提高成型效率的目的。在软体手指6脱模过程中，雪花型腔1、笋型型腔2、梳型型腔3可相互分离，从而能够大大降低软体手指6脱模力，从而达到保护软体机器人手指6表面成型质量的目的。

本发明的优势在于：

1.能够同时成型多组软体机器人手指6，具有较高的成型制造效率。

2.能够确保软体机器人手指6外形尺寸、力学性能具有较好的一致性。

3.能够大大降低软体手指6脱模难度，以保证软体手指6表面美观。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。