CN107932530B - 一种机器人仿生手指 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机器人领域，具体涉及一种机器人仿生手指。本发明所要解决的技术问题是现有的机器人仿生手指不能精确抓取狭小空间的物品。本发明通过下述技术方案实现：一种机器人仿生手指，包括一端封闭的圆筒状柔性外壳和位于外壳内的支架；所述的支架沿指跟向指尖方向包括支撑臂和N个首尾连接的气室，N为大于1的正整数。该仿生手指操作方便，所需行程空间小，有利于狭小空间物品的抓取。
Description
技术领域
本发明属于机器人领域，具体涉及一种机器人仿生手指。
背景技术
机器人技术发展迅速，目前大部分仿人机械手都是基于机械结构实现手指关节的弯曲，通过多关节串联组成机械手手指，通过微型电机、推举气缸、钢丝绳牵引等方式带动机械结构来实现手指的收缩运动，达到精确控制的目的，但是结构都比较复杂，控制过程繁琐。采用气缸实现收缩运动，需要更大的行程空间，且不利于狭小空间的物品的抓取。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的机器人仿生手指不能精确抓取狭小空间的物品。
本发明通过下述技术方案实现：
一种机器人仿生手指，包括一端封闭的圆筒状柔性外壳1和位于外壳内的支架2；所述的支架2沿指跟向指尖方向包括支撑臂3和N个首尾连接的气室4，N为大于1的正整数；所述气室为近椭圆形，由上弧面5、下弧面6和上下弧面之间的弹性围体7形成的密闭空间，上弧面和下弧面的指尖端通过铰链8链接；所述支撑臂与第一气室12的下弧面指跟端固定链接；第N+1气室的下弧面指跟端通过铰链与第N气室链接，且第N气室的上弧面指尖端与第N+1气室的下弧面指跟端固定连接，并一起绕铰链旋转轴运动；所述铰链旋转轴上设有通气孔9，通气孔开口方向与旋转轴轴向垂直；第一气室上设有进气孔10，进气孔与气管11连通。
该仿生手指的工作原理如下：在需要仿生手指弯曲时，通过气管向第一气室里通入气体，气体经气孔逐渐向指尖扩散。在通入气体的压力下，第N气室的上弧面绕铰链旋转轴运动，同时带动第N+1气室下弧面的同方向旋转，第N气室上下弧面间夹角变大，弹性围体被拉伸，支架发生弯曲，带动柔性仿生手指发生弯曲。可根据物件的大小调节通气量，改变仿生手指的弯曲度，以更好的包裹抓取物件。
在实际使用的过程中，根据待抓取物件的规格，可调节气室数量、气室上下弧面的弧度和长短。
其中，所述的上弧面5和下弧面6采用金属或硬质塑料。
其中，所述每一铰链旋转轴上的通气孔9的数量为至少一个。通气孔的数量可根据通气速率来确定。
其中，所述的仿生手指还包括控制单元13、与控制单元连接的压力传感器14和输出单元15；压力传感器用于感受仿生手指抓取物件时的受力，控制单元接收压力传感器检测的信息并经过分析后输出控制信号至输出单元；输出单元执行控制信号由控制单元输出指令调节通气量的大小。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：该仿生手指可用于各种物品的抓取，通过通气量的调节，能有效控制手指的弯曲弧度，达到有效包裹物件，便于抓取的目的。该仿生手指操作方便，所需行程空间小，有利于狭小空间物品的抓取。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
图2为仿生手指俯视图。
图3为沿图2中A-A线剖开后右侧视图。
附图中标记及对应的零部件名称：1-外壳，2-支架，3-支撑架，4-气室，5-上弧面，6-下弧面，7-弹性围体，8-铰链，9-通气孔，10-进气孔，11-气管，12-第一气室，13-控制单元，14-压力传感器，15-输出单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1和图3所示，本发明一中仿生手指，包括一端封闭的圆筒状柔性外壳1和位于外壳内的支架2；所述的支架2沿指跟向指尖方向包括支撑臂3和N个首尾连接的气室4，N为大于1的正整数；所述气室为近椭圆形，由上弧面5、下弧面6和上下弧面之间的弹性围体7形成的密闭空间，上弧面和下弧面的指尖端通过铰链8链接；所述支撑臂与第一气室12的下弧面指跟端固定链接；第N+1气室的下弧面指跟端通过铰链与第N气室链接，且第N气室的上弧面指尖端与第N+1气室的下弧面指跟端固定连接，并一起绕铰链旋转轴运动；所述铰链旋转轴上设有通气孔9，通气孔开口方向与旋转轴轴向垂直；第一气室上设有进气孔10，进气孔与气管11连通。
该仿生手指的工作原理如下：在需要仿生手指弯曲时，通过气管向第一气室里通入气体，气体经气孔逐渐向指尖扩散。在通入气体的压力下，第N气室的上弧面绕铰链旋转轴运动，同时带动第N+1气室下弧面的同方向旋转，第N气室上下弧面间夹角变大，弹性围体被拉伸，支架发生弯曲，带动柔性仿生手指发生弯曲。可根据物件的大小调节通气量，改变仿生手指的弯曲度，以更好的包裹抓取物件。在实际使用的过程中，根据待抓取物件的规格，可调节气室数量、气室上下弧面的弧度和长短。
如图2所示，还包括控制单元13、与控制单元连接的压力传感器14和输出单元15；压力传感器用于感受仿生手指抓取物件时的受力，控制单元接收压力传感器检测的信息并经过分析后输出控制信号至输出单元；输出单元执行控制信号由控制单元输出指令调节通气量的大小。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种机器人仿生手指，包括一端封闭的圆筒状柔性外壳(1)和位于外壳内的支架(2)；其特征在于：所述的支架(2)沿指跟向指尖方向包括支撑臂(3)和N个首尾连接的气室(4)，N为大于1的正整数；所述气室为近椭圆形，由上弧面(5)、下弧面(6)和上下弧面之间的弹性围体(7)形成的密闭空间，上弧面和下弧面的指尖端通过铰链8链接；所述支撑臂与第一气室(12)的下弧面指跟端固定链接；第N+1气室的下弧面指跟端通过铰链与第N气室链接，且第N气室的上弧面指尖端与第N+1气室的下弧面指跟端固定连接，并一起绕铰链旋转轴运动；所述铰链旋转轴上设有通气孔(9)，通气孔开口方向与旋转轴轴向垂直；第一气室上设有进气孔(10)，进气孔与气管(11)连通；所述的上弧面(5)和下弧面(6)采用金属或硬质塑料，所述的仿生手指还包括控制单元(13)、与控制单元连接的压力传感器(14)和输出单元(15)；压力传感器(14)用于感受仿生手指抓取物件时的受力，控制单元(13)接收压力传感器检测的信息并经过分析后输出控制信号至输出单元(15)；输出单元(15)执行控制信号由控制单元(13)输出指令调节通气量的大小。
2.如权利要求1所述的机器人仿生手指，其特征在于：所述每一铰链旋转轴上的通气孔(9)的数量为至少一个。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201711144224.XA CN107932530B (zh) | 2017-11-17 | 一种机器人仿生手指 |
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Family
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