CN105252527A - 一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置 - Google Patents

Abstract

一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置，采用两指结构，每指包括曲柄滑块机构、变胞机构、夹头、硅胶及接触力传感器、气缸、支架和底座，其中气缸、支架、底座为两指共用；所述变胞机构为其中一转动副采用扭簧及定位块锁紧的铰链四杆机构，两指中的变胞机构左右对称于气缸轴线共用同一转动副安装于支架上，铰链四杆中的采用扭簧及定位块锁紧转动副连接的两杆为机械手爪的两个夹持关节，其夹持表面上衬以硅胶并贴以接触力传感器；所述曲柄滑块机构的滑块为气缸，曲柄为变胞机构中的非夹持关节杆中某一杆，由连杆通过转动副分别连接气缸和曲柄，两指中的曲柄滑块机构左右对称于气缸轴线布置，气缸活塞固定于底座上；所述支架固定安装于底座上。与现有技术相比，本发明所述一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置实现了驱动、控制简单，成本低，可靠性高的模拟中医推拿医师捏法操作的运动。

Description

一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置

技术领域

本发明涉及一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置，属于中医推拿机械化领域。

背景技术

目前可用于模拟中医推拿医师捏法手法操作的机械手爪类型有很多。常用的机械手爪有无关节、固定单关节和自由多关节3种，按手指的数量又可分为两指、三指、四指等，其中以两指用的最多。两指或三指无关节或固定单关节型，对空间几何形状简单物体的抓取、搬运和拿放比较方便，添加接触力传感器和力反馈控制系统后可以控制手指抓取力的大小，实现安全抓取。但对于空间几何形状复杂物体的抓取、搬运和拿放，或者是模拟人手的运动动作，为了能够实现自适应安全抓取或高度仿人手运动，目前基本上都是采用自由多关节型的两指、三指或五指机械手爪，每个关节的驱动多采用电机和钢丝绳传动，结合接触力传感器由控制系统控制每个关节的独立运动来实现安全、可靠抓取物体。因此，具有驱动、控制系统复杂、成本高、可靠性低等问题。

鉴于上述问题，有必要提供一种新型的自由多关节型机械手爪，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置，该装置具有驱动、控制简单，操作柔和有力，成本低，可靠性高等特点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置，采用两指结构，每指包括曲柄滑块机构、变胞机构、夹头、硅胶及接触力传感器、气缸、支架和底座，其中气缸、支架、底座为两指共用；所述变胞机构为其中一转动副采用扭簧及定位块锁紧的铰链四杆机构，两指中的变胞机构左右对称于气缸轴线共用同一转动副安装于支架上，铰链四杆中的采用扭簧及定位块锁紧转动副连接的两杆为机械手爪的两个夹持关节，其夹持表面上衬以硅胶并贴以接触力传感器；所述曲柄滑块机构的滑块为气缸，曲柄为变胞机构中的非夹持关节杆中某一杆，由连杆通过转动副分别连接气缸和曲柄，两指中的曲柄滑块机构左右对称于气缸轴线布置，气缸活塞固定于底座上；所述支架固定安装于底座上。

本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明所述一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置实现了驱动、控制简单，操作柔和有力，成本低，可靠性高的模拟中医推拿医师捏法操作的运动。

附图说明

图1是本发明的系统结构简图。

图中：1连杆、2连杆、3连杆、4连杆、5连杆、6气缸、7支架、8底座、9夹头、10工件、OBCD变胞机构、A转动副、B转动副、C转动副、D转动副、O转动副、1′连杆、2′连杆、3′连杆、4′连杆、5′连杆、B′转动副、C′转动副、D′转动副。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置包括变胞机构OBCD、变胞机构OB′C′D′、连杆5、连杆5′、气缸6、支架7、底座8、夹头9、夹头9′、工件10。所述变胞机构OBCD为由连杆1、连杆2、连杆3、连杆4分别通过转动副B、C、D、O连接而成的铰链四杆机构；所述变胞机构OB′C′D′为由连杆1′、连杆2′、连杆3′、连杆4′分别通过转动副B′、C′、D′、O连接而成的铰链四杆机构；所述转动副D、D′带有扭簧及定位块；所述夹头9与连杆3固定连接，所述夹头9′与连杆3′固定连接，所述工件10为抓取对象；所述连杆4、连杆4′、夹头9、夹头9′与工件10接触面上衬以硅胶并贴以接触力传感器；当连杆4(连杆4′)没有遇到工件10时，转动副D(D′)处扭簧所受连杆3(连杆3′)与连杆4(连杆4′)的相对转动分离力矩小于扭簧的闭合力矩，连杆3(连杆3′)与连杆4(连杆4′)无相对运动产生，此时变胞机构OBCD(变胞机构OB′C′D′)可视为一个刚性整体构件；当连杆4(连杆4′)遇到工件10时，连杆4(连杆4′)被工件10所阻挡，不能运动，变为机架，当转动副D(D′)处扭簧所受连杆3(连杆3′)与连杆4(连杆4′)的相对转动分离力矩大于扭簧的闭合力矩时，连杆3(连杆3′)相对于连杆4(连杆4′)将产生相对转动，此时变胞机构OBCD(变胞机构OB′C′D′)变成为一个铰链四杆机构，连杆3(连杆3′)的运动是受工件10的位置变化而变化，具有自适应性；所述气缸6用螺钉固定于底座8上，所述变胞机构OBCD、变胞机构OB′C′D′以气缸6中心线为中心，呈左右对称布置，且用复合铰链O固定于支架7上，所述支架7用螺钉固定于底座8上；所述连杆5、连杆5′以气缸6中心线为中心呈左右对称布置，连杆5通过转动副A固定在气缸6上，连杆5通过复合铰链B与变胞机构OBCD连接，连杆5、气缸6和变胞机构OBCD中的连杆1构成曲柄滑块机构；连杆5′通过转动副A′固定在气缸6上，连杆5通过复合铰链B′与变胞机构OB′C′D′连接，连杆5′、气缸6和变胞机构OBCD中的连杆1′构成曲柄滑块机构。

当气缸6充气向上运动时，连杆5和连杆5′同时推动两个左右对称布置的变胞机构OBCD、变胞机构OB′C′D′做整体闭合运动，当连杆4和连杆4′同时夹到工件10后，被工件10挡住固定不动，此时连杆5和连杆5′继续运动，则连杆2和连杆2′将推动连杆3和连杆3′克服转动副D和转动副D′处扭簧的闭合力矩，连杆3和连杆3′将继续运动，带动固定连接于连杆3和连杆3′上的夹头9和夹头9′运动，实现了工件10的多点夹紧，根据接触力传感器的检测数据，控制气缸6的充气压力，使夹持力可在设定范围内进行调整。

特别需要指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化，变胞机构OBCD、变胞机构OB′C′D′的串联多关节衍生，或者是由两指到多指的改变，仍应包含在本发明申请专利范围所主张的范围中。

Claims (3)

1.一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置，其特征在于：采用两指结构，每指包括曲柄滑块机构、变胞机构、夹头、硅胶及接触力传感器、气缸、支架和底座，其中气缸、支架、底座为两指共用；所述变胞机构为其中一转动副采用扭簧及定位块锁紧的铰链四杆机构，两指中的变胞机构左右对称于气缸轴线共用同一转动副安装于支架上，铰链四杆中的采用扭簧及定位块锁紧转动副连接的两杆为机械手爪的两个夹持关节，其夹持表面上衬以硅胶并贴以接触力传感器；所述曲柄滑块机构的滑块为气缸，曲柄为变胞机构中的非夹持关节杆中某一杆，由连杆通过转动副分别连接气缸和曲柄，两指中的曲柄滑块机构左右对称于气缸轴线布置，气缸活塞固定于底座上；所述支架固定安装于底座上。

2.如权利要求1所述的一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置，其特征在于：两指到多指的改变。

3.如权利要求1、2所述的一种气动柔性中医推拿捏法手法机械操作装置，其特征在于：每指中变胞机构的串联多关节衍生。