非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節的製作方法
2023-08-03 23:37:16
專利名稱：非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於氣動柔性彎曲關節，尤其涉及一種非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節。
背景技術：
關節的設計是機械人靈巧手手指設計製作中的一個關鍵技術，關節的靈敏性和關節結構的複雜程度直接決定機械手的結構和尺寸。傳統的設計思想是基於純機械結構進行，以滑輪、鋼索、鏈條等形式構成機械手的彎曲關節，主要缺點是需要外加傳動機構，需要電機或者液壓作為驅動，空間尺寸大，結構複雜，功率自重比小，控制困難，影響實施效果。 也有提出氣動關節，如專利號是200720106^6. 7，專利名稱是氣動剛柔性彎曲關節，公開了一種氣動剛柔性彎曲關節，包括左、右兩個端蓋、環形橡膠管、約束鋼絲、嵌套在所述的橡膠管壁中的螺旋鋼絲，所述的橡膠管兩端分別與兩個端蓋密封連接，所述的端蓋上開有與大氣聯通的通孔，所述的約束鋼絲安裝在橡膠管一側的管壁中，且所述的約束鋼絲與所述的螺旋鋼絲的匝纏繞固定，所述的環形橡膠管內固接有鏈條，所述的鏈條由前後端依次鉸接的鏈片組成，所述的約束鋼絲在所述的鏈片構成的平面的延伸面。但還存在的缺點是1、 端蓋、環形橡膠管、鏈條之間固定麻煩、安裝不方便；2、在抓取過程中，關節受到垂直與彎曲平面的外載荷時，鏈條鏈片之間的摩擦力因載荷大小與位置的改變而改變，且各鏈片間的摩擦力各不相同，使得氣動柔性關節的建模更加困難。
發明內容本實用新型要解決現有氣動剛柔性彎曲關節存在固定麻煩、安裝不方便、難以實現數學建模的問題，提供了一種動作靈活、固定簡單、安裝方便、易於數學建模的非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節。本實用新型的技術方案非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，包括左端蓋和右端蓋，所述右端蓋上開有與大氣連通的螺紋孔，其特徵在於所述左端蓋和右端蓋之間密封連接有非完全對稱截面橡膠管，所述非完全對稱截面橡膠管中嵌有金屬絲；所述非完全對稱截面橡膠管內的空間是關節的內腔，所述關節的內腔與螺紋孔連通；所述非完全對稱截面橡膠管包括薄側壁和厚側壁，所述非完全對稱截面橡膠管的厚側壁上粘覆有薄彈簧鋼片。進一步，所述金屬絲是螺旋鋼絲。進一步，所述非完全對稱截面橡膠管與左端蓋和右端蓋之間分別設有粘結層，所述粘結層是強力膠。進一步，所述薄彈簧鋼片與所述非完全對稱截面橡膠管膠接，其兩端通過螺釘分別與左端蓋和右端蓋固定連接。本實用新型的工作原理通過螺紋孔把壓縮氣體從右端蓋通入整個關節的內腔， 由於螺旋鋼絲和薄彈簧鋼片的作用，整個關節向薄彈簧鋼片的方向發生彎曲，彎曲的角度隨著通入壓縮氣體的壓力的增大而增大；通過螺紋孔釋放關節內腔的壓縮氣體，在非完全對稱截面橡膠管、薄彈簧鋼片和螺旋鋼絲的作用下，關節恢復原狀。當受到與彎曲平面垂直的力作用時，由於非完全對稱截面橡膠管厚壁側及薄彈簧鋼片的作用，關節不會產生相應的彎曲變形。在運動過程中，整個關節只有軸向伸縮，沒有徑向的變形。本實用新型所述的非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，結構簡單，設計巧妙，控制容易，運動靈活，具有較大的實施價值。本實用新型的有益效果主要表現在1.橡膠管截面設計成非完全對稱結構，同時配合薄彈簧鋼片，關節只能向裝有薄彈簧鋼片一側彎曲，不會有其他方向的變形，使得關節在受到外載荷作用時，不會產生其他方向的彎曲變形，易於控制；2.非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節設有厚壁側，使得關節在抓取物體時，接觸面積增大，易於抓取，同時也方便觸覺、力等傳感器的安裝。
圖1是本實用新型的原始狀態的結構示意圖。圖2是本實用新型沿圖1中A-A向的剖視圖。圖3是本實用新型的彎曲狀態的結構示意圖。
具體實施方式
參照圖1-3，非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，包括左端蓋1和右端蓋4，所述右端蓋4上開有與大氣連通的螺紋孔41，所述左端蓋1和右端蓋4之間密封連接有非完全對稱截面橡膠管2，所述非完全對稱截面橡膠管2中嵌有金屬絲3 ；所述非完全對稱截面橡膠管2內的空間是關節的內腔6，所述關節的內腔6與螺紋孔41連通；所述非完全對稱截面橡膠管2包括薄側壁和厚側壁，所述非完全對稱截面橡膠管2的厚側壁上粘覆有薄彈簧鋼片5。所述金屬絲3是螺旋鋼絲。所述非完全對稱截面橡膠管2與左端蓋1和右端蓋4之間分別設有粘結層，所述粘結層是強力膠。所述薄彈簧鋼片5與所述非完全對稱截面橡膠管2膠接，其兩端通過螺釘分別與左端蓋1和右端蓋4固定連接。本實用新型的工作原理通過螺紋孔41把壓縮氣體從右端蓋4通入整個關節的內腔6，由於螺旋鋼絲和薄彈簧鋼片5的作用，整個關節向薄彈簧鋼片5的方向發生彎曲，彎曲的角度隨著通入壓縮氣體的壓力的增大而增大；通過螺紋孔41釋放關節內腔6的壓縮氣體，在非完全對稱截面橡膠管2、薄彈簧鋼片5和螺旋鋼絲的作用下，關節恢復原狀。當受到與彎曲平面垂直的力作用時，由於非完全對稱截面橡膠管2厚壁側及薄彈簧鋼片5的作用，關節不會產生相應的彎曲變形。在運動過程中，整個關節只有軸向伸縮，沒有徑向的變形。本實用新型所述的非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，結構簡單，設計巧妙，控制容易， 運動靈活，具有較大的實施價值。本說明書實施例所述的內容僅僅是對實用新型構思的實現形式的列舉，本實用新型的保護範圍的不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護範圍也及於本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求1.非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，包括左端蓋和右端蓋，所述右端蓋上開有與大氣連通的螺紋孔，其特徵在於所述左端蓋和右端蓋之間密封連接有非完全對稱截面橡膠管，所述非完全對稱截面橡膠管中嵌有金屬絲；所述非完全對稱截面橡膠管內的空間是關節的內腔，所述關節的內腔與螺紋孔連通；所述非完全對稱截面橡膠管包括薄側壁和厚側壁，所述非完全對稱截面橡膠管的厚側壁上粘覆有薄彈簧鋼片。
2.根據權利要求1所述的非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，其特徵在於所述金屬絲是螺旋鋼絲。
3.根據權利要求1或2所述的非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，其特徵在於所述非完全對稱截面橡膠管與左端蓋和右端蓋之間分別設有粘結層，所述粘結層是強力膠。
4.根據權利要求3所述的非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，其特徵在於所述薄彈簧鋼片與所述非完全對稱截面橡膠管膠接，其兩端通過螺釘分別與左端蓋和右端蓋固定連接。
專利摘要非完全對稱截面氣動柔性彎曲關節，包括左端蓋和右端蓋，所述右端蓋上開有與大氣連通的螺紋孔，所述左端蓋和右端蓋之間密封連接有非完全對稱截面橡膠管，所述非完全對稱截面橡膠管中嵌有金屬絲；所述非完全對稱截面橡膠管內的空間是關節的內腔，所述關節的內腔與螺紋孔連通；所述非完全對稱截面橡膠管包括薄側壁和厚側壁，所述非完全對稱截面橡膠管的厚側壁上粘覆有薄彈簧鋼片。本實用新型的優點結構簡單，設計巧妙，控制容易，運動靈活，具有較大的實施價值。
文檔編號B25J17/00GK202123514SQ20112019440
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者張立彬, 楊慶華, 邵鐵鋒, 鮑官軍 申請人:浙江工業大學