專利名稱：氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，適用于制作機(jī)械靈巧手的 場(chǎng)合。(二) 背景技術(shù)機(jī)械靈巧手的設(shè)計(jì)是機(jī)器人設(shè)計(jì)中關(guān)鍵技術(shù)之一，關(guān)節(jié)的靈敏性 和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度直接決定機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和尺寸。傳統(tǒng)的靈巧手 設(shè)計(jì)大都采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)，利用電機(jī)或者液壓作為驅(qū)動(dòng)，利用機(jī)械部 件作為執(zhí)行端，其主要缺點(diǎn)是需要電機(jī)、傳動(dòng)裝置等輔助機(jī)構(gòu)，外形 尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制困難，影響實(shí)施效果。也有提出氣動(dòng)關(guān)節(jié)，如發(fā)明專利號(hào)ZL200410017444.2，專利名稱是氣動(dòng)柔性彎曲關(guān)節(jié)的發(fā) 明專利，公開了一種氣動(dòng)柔性彎曲關(guān)節(jié)，由左端蓋、右端蓋、橡膠管、 螺旋鋼絲、約束鋼絲組成，橡膠管通過強(qiáng)力膠與左端蓋及右端蓋密封 連接，在橡膠管的內(nèi)壁安裝了螺旋鋼絲，約束鋼絲安裝在橡膠管一側(cè) 的管壁中，壓縮氣體從右端蓋通入橡膠管的內(nèi)腔，由于螺旋鋼絲和約 束鋼絲的作用，整個(gè)關(guān)節(jié)向約束鋼絲的方向發(fā)生彎曲。其缺點(diǎn)是當(dāng) 充氣時(shí)彎曲關(guān)節(jié)向約束鋼絲側(cè)彎曲；但是當(dāng)關(guān)節(jié)受到垂直于彎曲運(yùn)動(dòng) 平面的外載荷時(shí)，由于橡膠管具有易變形的特點(diǎn)，關(guān)節(jié)朝該外載荷方 向會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。換言之，關(guān)節(jié)的彎曲方向不僅與是否充氣有關(guān)， 而且與所受外載荷的方向有關(guān)，由此，關(guān)節(jié)的正確位姿控制實(shí)現(xiàn)難度 大，相應(yīng)的控制算法復(fù)雜。(三) 發(fā)明內(nèi)容為了克服已有技術(shù)中氣動(dòng)彎曲關(guān)節(jié)受到外載荷作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生彎曲 變形，控制復(fù)雜不便的不足，本發(fā)明提供一種受到外載荷作用時(shí)不會(huì)產(chǎn) 生彎曲變形、控制方便的氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)。本發(fā)明的技術(shù)方案是-一種氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，包括左、右兩個(gè)端蓋、環(huán)形橡膠管、約束鋼絲、嵌套在所述的橡膠管管壁中的螺旋鋼絲，所述的橡膠管兩端分別與兩個(gè)端蓋密封連接，所述的端蓋上開有與大氣連通的通孔，所述的約束鋼絲安裝在橡膠管一側(cè)的管壁中，且所述的約束鋼絲與所述的螺旋鋼絲的匝纏繞固定，所述的環(huán)形橡膠管內(nèi)固接有鏈條，所述的鏈條由前后端依次鉸接的鏈片組成，所述的約束鋼絲處在所述的鏈片構(gòu)成的平面的延伸面。所述的鏈條的兩端分別與左、右兩個(gè)端蓋連接。所述的鏈條的兩端通過固定銷與左、右兩個(gè)端蓋鉸接。所述的左端蓋通過螺紋孔與進(jìn)氣管接頭連接。 所述的鏈片通過連接銷鉸接。本發(fā)明的工作原理是將進(jìn)氣管接頭與高壓氣源以及氣動(dòng)壓力比 例閥連接，打開高壓氣源開關(guān)，高壓氣體通過進(jìn)氣管接頭通向橡膠管 內(nèi)部，高壓氣體使得橡膠管發(fā)生伸長(zhǎng)變形，由于螺旋彈簧和約束鋼絲 的約束作用，橡膠管只能向約束鋼絲的一側(cè)彎曲。另一方面鏈片和 連接銷構(gòu)成一個(gè)剛性構(gòu)件，通過固定銷分別與左右端蓋相連接，該剛 性構(gòu)件的剛性較大；當(dāng)關(guān)節(jié)未彎曲時(shí)，該剛性構(gòu)件處于彎曲不伸直狀 態(tài)；當(dāng)關(guān)節(jié)處于最大彎曲角度時(shí)，該剛性構(gòu)件處于完全伸直狀態(tài)。當(dāng) 受到垂直于彎曲運(yùn)動(dòng)平面的外載荷作用時(shí)，由于鏈片和連接鋪構(gòu)成的 剛性構(gòu)件的剛度大，彎曲關(guān)節(jié)不產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲變形?？傊?，由于關(guān)節(jié)內(nèi)腔設(shè)置了鏈片式剛性結(jié)構(gòu)，使得關(guān)節(jié)受到外載荷作用時(shí)，關(guān)節(jié)只 可能朝約束鋼絲所在一側(cè)彎曲，不會(huì)有其他方向的附加變形，從而達(dá) 到模擬人類手指彎曲關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的目的。本發(fā)明所述的氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)的有益效果主要表現(xiàn)在在橡 膠管內(nèi)增設(shè)了剛性的鏈條，關(guān)節(jié)只可能朝約束鋼絲所在一側(cè)彎曲，不 會(huì)有其他方向的附加變形，使氣動(dòng)彎曲關(guān)節(jié)受到外載荷作用時(shí)不會(huì)產(chǎn) 生彎曲變形，控制方便。(四)
圖1是本發(fā)明氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)的未彎曲時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)的彎曲時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參見附圖 一種氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，包括左端蓋l、右端蓋2、環(huán)形橡膠管3、約束鋼絲4、嵌套在所述的橡膠管管壁中的螺旋鋼絲5，所述的橡膠管兩端分別與兩個(gè)端蓋密封連接，所述的端蓋上開有與大氣連通的通孔，所述的約束鋼絲4安裝在橡膠管一側(cè)的管壁中，且所 述的約束鋼絲4與所述的螺旋鋼絲5的匝纏繞固定，所述的環(huán)形橡膠 管內(nèi)固接有鏈條，所述的鏈條的兩端通過固定銷6與左、右兩個(gè)端蓋 鉸接，所述的鏈條由前后端依次通過連接銷7鉸接的鏈片8組成，所 述的約束鋼絲4處在所述的鏈片8構(gòu)成的平面的延伸面。 所述的左端蓋1通過螺紋孔與進(jìn)氣管接頭9連接。
權(quán)利要求
1. 一種氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，包括左、右兩個(gè)端蓋、環(huán)形橡膠管、約束鋼絲、嵌套在所述的橡膠管管壁中的螺旋鋼絲，所述的橡膠管兩端分別與兩個(gè)端蓋密封連接，所述的端蓋上開有與大氣連通的通孔，所述的約束鋼絲安裝在橡膠管一側(cè)的管壁中，且所述的約束鋼絲與所述的螺旋鋼絲的匝纏繞固定，其特征在于所述的環(huán)形橡膠管內(nèi)固接有鏈條，所述的鏈條由前后端依次鉸接的鏈片組成，所述的約束鋼絲處在所述的鏈片構(gòu)成的平面的延伸面。
2、 如權(quán)利要求l所述的氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，其特征在于所述的鏈 條的兩端分別與左、右兩個(gè)端蓋連接。
3、 如權(quán)利要求l所述的氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，其特征在于所述的鏈 條的兩端通過固定銷與左、右兩個(gè)端蓋鉸接。
4、 如權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，其特征在于所述的左 端蓋通過螺紋孔與進(jìn)氣管接頭連接。
5、 如權(quán)利要求1 4之一所述的氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，其特征在于 所述的鏈片通過連接銷鉸接。
全文摘要
一種氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)，包括左、右兩個(gè)端蓋、環(huán)形橡膠管、約束鋼絲、嵌套在所述的橡膠管管壁中的螺旋鋼絲，所述的橡膠管兩端分別與兩個(gè)端蓋密封連接，所述的端蓋上開有與大氣連通的通孔，所述的約束鋼絲安裝在橡膠管一側(cè)的管壁中，且所述的約束鋼絲與所述的螺旋鋼絲的匝纏繞固定，所述的環(huán)形橡膠管內(nèi)固接有鏈條，所述的鏈條由前后端依次鉸接的鏈片組成，所述的約束鋼絲處在所述的鏈片構(gòu)成的平面的延伸面。本發(fā)明氣動(dòng)剛?cè)嵝詮澢P(guān)節(jié)的有益效果主要表現(xiàn)在在橡膠管內(nèi)增設(shè)了剛性的鏈條，關(guān)節(jié)只可能朝約束鋼絲所在一側(cè)彎曲，不會(huì)有其他方向的附加變形，使氣動(dòng)彎曲關(guān)節(jié)受到外載荷作用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，控制方便。
文檔編號(hào)B25J17/00GK101239468SQ20071006706
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者張立彬, 楊慶華, 錢少明, 峰 高, 鮑官軍 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)